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1前言
铁路钢桥使用的高强度大六角头螺栓连接副(以下简称高强度螺栓),由一个10.9S螺栓、一个10H螺母和两个HRC35~45垫圈组成。螺栓连接副必须配套使用,严禁混批,高强度螺栓在运输、保管过程中,应轻装、轻卸、防止损伤螺纹。包装上应注明厂家、规格、批号及数量,室内存放不宜超过五层,防止生锈和沾染脏物,必须有生产厂家按批提供的产品质量保证书。高强度螺栓到货后,应及时复验,复验包括扭矩系数试验、实物机械性能试验(楔负载)、螺母机械性能试验(保证荷载和硬度)、垫圈硬度试验、摩擦面的抗滑移系数试验等。合格的产品方许在桥上使用。
螺栓在施工中当用扭矩法拧紧工艺,紧扣法检查时,应通过试验确定紧扣比,并在规定的时间段内对已终拧的螺栓进行检查,达到控制施工质量的目的。
2 高强度螺栓的复验
2.1扭矩系数试验
同批高强度螺栓最大数量为3000套,试验时抽取不少于8套,测得的扭矩系数平均值应在0.110~0.150,标准偏差≤0.0100.`同时记录测试环境温度,施工时应考虑环境温度、相对湿度变化对扭矩系数的影响。扭矩系数保证期为出厂之日起六个月。
2.2实物机械性能(楔负载)试验
试验时抽取不少于8套,在万能试验机上将螺栓拧在带有螺纹的专用夹具上(至少6个丝扣),螺栓头下置一个10€靶ǖ妫诠娑ǖ睦Ψ段冢ㄈ绫?),试件断裂在螺栓处或螺栓与螺杆交接处,可视为合格。当长径比≤3时,如不能做楔负载试验,允许做拉力荷载试验或芯部硬度试验。
2.3螺母机械性能试验(保证荷载和硬度)
2.3.1保证荷载试验
试验时抽取不少于8套,将螺母拧入螺纹芯棒,在万能试验机上对螺母施加表2规定的保证荷载,夹头的移动速度不应超过3mm/min,螺母不应断裂或脱扣。卸除荷载后,螺母应可用手旋出,或者借助扳手松开螺母(不应超过半扣)后用手旋出。试验中,若螺纹芯棒损坏,则试验作废。
2.3.2硬度试验
在洛式硬度仪上,对螺母承压面进行试验,任测4点,取后3点平均值。硬度值应在98HRB~32HRC范围内。
2.4垫圈硬度试验
在洛式硬度仪上,对垫圈承压面进行试验,任测4点,取后3点平均值。硬度值应在35HRC~45HRC范围内。
2.5摩擦面的抗滑移系数试验
钢梁构件在拼装前必须进行抗滑移系数试验。每批试件的抗滑移系数最小值不得小于0.45.如不符合要求,应查明原因并采取相应的措施直至重新处理,处理好的构件,还要进行抗滑移系数试验,合格后方能使用。
测定抗滑移系数的试件应由钢桥制造厂加工试件与所代表的钢桥应为同一材质同批制作同一摩擦面处理工艺使用同一性能等级和同一直径的高强度螺栓连接副并在相同条件下运输存放。试件板面应平整、无油污,孔边、板边无飞边、毛刺。先打入冲钉定位,然后逐个换成贴有电阻丝片的高强度螺栓(或用压力传感器),拧紧高强度螺栓并用电阻应变仪准确控制每个高强度螺栓的预拉力达到0.95~1.05P (P为高强度螺栓设计预拉力)。
将试件装在试验机上,使试件的轴线与试验机夹具中心线严格对中,在试件侧面划直线,测出高强度螺栓预拉力实测值,然后进行拉力试验,平稳加载加载速度为3~5kN/s ,拉至滑动,测得滑动荷载N。
在试验中发生试验机发生回针现象或记录仪中变形发生突变或者试件侧面划线发生错动情况之一时,认为达到滑动荷载。
2.6施工过程控制及质量检查
高强度螺栓的拧紧分为初拧、复拧和终拧,采用扭矩法施拧,在试验数据充分的情况下,可分为初拧和终拧。施拧应在螺母上拧紧,按从节点中刚度大的部位向不受约束的位置进行,对大节点应从中心向四周进行。初拧、复拧及终拧应在一个工作日内完成。
检查前,检查扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不大于使用扭矩值的€?%。
对复拧后的全部高强度螺栓,用0.3Kg的小锤敲击螺母对边的一侧,用手指紧按住螺母对边的另一侧进行检查,以防漏拧。
扭矩法的终拧检查应先观察全部终拧后的高强度螺栓,检查复拧后的标记,螺栓与螺母的相对位置是否有变化,以检查终拧是否漏拧。对主桁(板梁主梁)及纵、横梁连接处,检查每栓群螺栓总数的5%且不少于2套,其余节点检查数量不少于1套。一般情况下,宜采用松扣、回扣法检查,在有足够的、准确的试验数据的情况下,也可采用紧扣法检查。
扭矩法终拧当采用紧扣法检查时,用检查扳手拧紧螺母,测得螺母与螺栓刚发生微小相对转角时的扭矩,应在0.9~1.1紧扣检查扭矩范围内。紧扣检查扭矩由试验确定,并在测定紧扣检查扭矩值时,应确认高强度螺栓的预拉力的误差在设计预拉力的€?%范围内。
每个螺栓群或节点检查的螺栓,其不合格数量不得超过抽查总数的20%,超过则应继续抽查直至累计总数80%的合格率为止,然后对欠拧的补拧,超拧的更换重拧紧。
按扭矩法施拧的高强度螺栓的终拧扭矩检查应在终拧后4h~24h之内完成。
2.7结束语
我国的钢桥建设已有100多年历史,它具备了跨越能力大、最合适工业化制造、便于运输、安装速度快、钢桥构件易于修复和更换等特点。我国铁路钢桥自60年代初采用高强度螺栓代替柳钉连接以来,已有50年历史,目前我国铁路钢桥工地连接已普遍采用高强度螺栓连接,归纳起来高强度螺栓连接具备了施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳,以及在动荷载作用下不致松动等优点。
参考文献:
[1] GB/T 1228-2006钢结构用高强度大六角头螺栓. 中国标准出版社,2006
[2] TBJ 214-1992铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定.北京,1992
[3] JGJ82-91 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程。中国建筑工业出版社,1992
铁路钢桥使用的高强度大六角头螺栓连接副(以下简称高强度螺栓),由一个10.9S螺栓、一个10H螺母和两个HRC35~45垫圈组成。螺栓连接副必须配套使用,严禁混批,高强度螺栓在运输、保管过程中,应轻装、轻卸、防止损伤螺纹。包装上应注明厂家、规格、批号及数量,室内存放不宜超过五层,防止生锈和沾染脏物,必须有生产厂家按批提供的产品质量保证书。高强度螺栓到货后,应及时复验,复验包括扭矩系数试验、实物机械性能试验(楔负载)、螺母机械性能试验(保证荷载和硬度)、垫圈硬度试验、摩擦面的抗滑移系数试验等。合格的产品方许在桥上使用。
螺栓在施工中当用扭矩法拧紧工艺,紧扣法检查时,应通过试验确定紧扣比,并在规定的时间段内对已终拧的螺栓进行检查,达到控制施工质量的目的。
2 高强度螺栓的复验
2.1扭矩系数试验
同批高强度螺栓最大数量为3000套,试验时抽取不少于8套,测得的扭矩系数平均值应在0.110~0.150,标准偏差≤0.0100.`同时记录测试环境温度,施工时应考虑环境温度、相对湿度变化对扭矩系数的影响。扭矩系数保证期为出厂之日起六个月。
2.2实物机械性能(楔负载)试验
试验时抽取不少于8套,在万能试验机上将螺栓拧在带有螺纹的专用夹具上(至少6个丝扣),螺栓头下置一个10€靶ǖ妫诠娑ǖ睦Ψ段冢ㄈ绫?),试件断裂在螺栓处或螺栓与螺杆交接处,可视为合格。当长径比≤3时,如不能做楔负载试验,允许做拉力荷载试验或芯部硬度试验。
2.3螺母机械性能试验(保证荷载和硬度)
2.3.1保证荷载试验
试验时抽取不少于8套,将螺母拧入螺纹芯棒,在万能试验机上对螺母施加表2规定的保证荷载,夹头的移动速度不应超过3mm/min,螺母不应断裂或脱扣。卸除荷载后,螺母应可用手旋出,或者借助扳手松开螺母(不应超过半扣)后用手旋出。试验中,若螺纹芯棒损坏,则试验作废。
2.3.2硬度试验
在洛式硬度仪上,对螺母承压面进行试验,任测4点,取后3点平均值。硬度值应在98HRB~32HRC范围内。
2.4垫圈硬度试验
在洛式硬度仪上,对垫圈承压面进行试验,任测4点,取后3点平均值。硬度值应在35HRC~45HRC范围内。
2.5摩擦面的抗滑移系数试验
钢梁构件在拼装前必须进行抗滑移系数试验。每批试件的抗滑移系数最小值不得小于0.45.如不符合要求,应查明原因并采取相应的措施直至重新处理,处理好的构件,还要进行抗滑移系数试验,合格后方能使用。
测定抗滑移系数的试件应由钢桥制造厂加工试件与所代表的钢桥应为同一材质同批制作同一摩擦面处理工艺使用同一性能等级和同一直径的高强度螺栓连接副并在相同条件下运输存放。试件板面应平整、无油污,孔边、板边无飞边、毛刺。先打入冲钉定位,然后逐个换成贴有电阻丝片的高强度螺栓(或用压力传感器),拧紧高强度螺栓并用电阻应变仪准确控制每个高强度螺栓的预拉力达到0.95~1.05P (P为高强度螺栓设计预拉力)。
将试件装在试验机上,使试件的轴线与试验机夹具中心线严格对中,在试件侧面划直线,测出高强度螺栓预拉力实测值,然后进行拉力试验,平稳加载加载速度为3~5kN/s ,拉至滑动,测得滑动荷载N。
在试验中发生试验机发生回针现象或记录仪中变形发生突变或者试件侧面划线发生错动情况之一时,认为达到滑动荷载。
2.6施工过程控制及质量检查
高强度螺栓的拧紧分为初拧、复拧和终拧,采用扭矩法施拧,在试验数据充分的情况下,可分为初拧和终拧。施拧应在螺母上拧紧,按从节点中刚度大的部位向不受约束的位置进行,对大节点应从中心向四周进行。初拧、复拧及终拧应在一个工作日内完成。
检查前,检查扭矩扳手必须标定,其扭矩误差不大于使用扭矩值的€?%。
对复拧后的全部高强度螺栓,用0.3Kg的小锤敲击螺母对边的一侧,用手指紧按住螺母对边的另一侧进行检查,以防漏拧。
扭矩法的终拧检查应先观察全部终拧后的高强度螺栓,检查复拧后的标记,螺栓与螺母的相对位置是否有变化,以检查终拧是否漏拧。对主桁(板梁主梁)及纵、横梁连接处,检查每栓群螺栓总数的5%且不少于2套,其余节点检查数量不少于1套。一般情况下,宜采用松扣、回扣法检查,在有足够的、准确的试验数据的情况下,也可采用紧扣法检查。
扭矩法终拧当采用紧扣法检查时,用检查扳手拧紧螺母,测得螺母与螺栓刚发生微小相对转角时的扭矩,应在0.9~1.1紧扣检查扭矩范围内。紧扣检查扭矩由试验确定,并在测定紧扣检查扭矩值时,应确认高强度螺栓的预拉力的误差在设计预拉力的€?%范围内。
每个螺栓群或节点检查的螺栓,其不合格数量不得超过抽查总数的20%,超过则应继续抽查直至累计总数80%的合格率为止,然后对欠拧的补拧,超拧的更换重拧紧。
按扭矩法施拧的高强度螺栓的终拧扭矩检查应在终拧后4h~24h之内完成。
2.7结束语
我国的钢桥建设已有100多年历史,它具备了跨越能力大、最合适工业化制造、便于运输、安装速度快、钢桥构件易于修复和更换等特点。我国铁路钢桥自60年代初采用高强度螺栓代替柳钉连接以来,已有50年历史,目前我国铁路钢桥工地连接已普遍采用高强度螺栓连接,归纳起来高强度螺栓连接具备了施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳,以及在动荷载作用下不致松动等优点。
参考文献:
[1] GB/T 1228-2006钢结构用高强度大六角头螺栓. 中国标准出版社,2006
[2] TBJ 214-1992铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定.北京,1992
[3] JGJ82-91 钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程。中国建筑工业出版社,1992