浅谈铁路钢桥高强度螺栓连接的施工工艺和质量

来源:期刊VIP网所属分类:城市规划发布时间:2012-02-20浏览:

  1. 工程概况
东平水道钢桁架拱桥桥面按双线轨道布置,线间距5.3m,主桥钢梁由北向南孔跨布置为:(85.75+286+85.75)m连续钢桁架拱,采用正交异性板整体桥面。主桥钢梁全长457.5m,共计42个节间,边跨16个节间,中跨26个节间。
全桥钢桁架拱连接均采用高强度螺栓摩擦型连接,其中主桁采用M30高强度螺栓连接,设计有效预拉力360kN;桥面系纵梁、横梁、交叉型平联、平联横撑采用M24高强度螺栓连接,设计有效预拉力240kN;桥面板下U肋采用M22高强度螺栓连接,设计有效预拉力200kN。
  1. 高强度螺栓连接副的验收
高强度螺栓应由生产厂按批配套供货,必须有生产厂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,合格的产品方许在桥上使用,复验应符合国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T 1231-2006)的规定。复验合格后的高强度螺栓应按包装箱上注明的批号、规格分类保管,室内架空存放,堆放不宜超过五层。保管期内不得任意开箱,防止生锈和沾染赃物。
  1. 高强度螺栓连接副的安装
1)构件拼装前必须进行抗滑移系数试验,确认抗滑移系数符合要求后方许拼装。拼装前,应除去毛刺、飞边、焊接飞溅物,并用细铜丝刷、干净棉丝除去栓接板面和栓接孔内的赃物。对沾有油污处,应用汽油或丙酮擦去。栓接板面必须干燥,不应在雨中作业。对翘曲板面应予平整。
2)构件拼装时,每个节点均应按现行标准规范的规定,穿入足够数量的冲钉和安装螺栓。
3)高强度螺栓的安装应在结构构件位置调整准确后进行,高强度螺栓、螺母、垫圈必须按生产厂提供的批号配套使用,并不得改变其出厂状态。安装时,螺栓穿入方向应以施拧及维修方便为准,但方向宜一致。组装时,螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈,垫圈有内倒角的一侧应朝向螺栓头、螺母支承面。
4)安装时,严禁强行穿入螺栓。有问题的孔可用铰刀和钻头进行修整,修整时应将该孔周围螺栓全部拧紧。严禁气割扩孔。
5)拼装时,摩擦面间隙应小于1.0mm,否则应进行处理。
6)施拧前应按每班实际需要量领取高强度螺栓,安装剩余的高强度螺栓必须装箱妥善保管,不得乱扔、乱放。在安装过程中,不得碰伤螺栓和沾染赃物。
  1. 高强度螺栓连接副的拧紧工艺
1)高强度螺栓采用扭矩法施拧,即在一系列工艺试验的基础上,将高强度螺栓的施拧分成初拧和终拧两个阶段完成。
2)初拧前,应将安装用普通螺栓拧紧,使拼接缝必须密贴,板层间缝隙采用0.3mm塞尺插入板层间,其深度不得大于20mm。
3)初拧:高强度螺栓装入栓孔经过检查无误后,先用普通带棘轮的手动扳手进行一般拧紧。对于M30高强度螺栓,采用经过校验的电动扳手将螺栓拧至50%的终拧扭矩值;对于M22、M24高强度度螺栓,可采用手动带响扳手将螺栓拧至50%的终拧扭矩值,使拼接板束密贴,以防止因栓群影响而使螺栓欠拧。
4)对于初拧完成的高强度螺栓,应立即用白板笔在螺母、垫圈和板面上画一条直线,以防止重复施拧、遗漏和便于检查。
5)终拧:各批次高强度螺栓的终拧扭矩值由下式确定:
          Tc=K×Pc×d
式中:Tc—高强度螺栓的终拧扭矩值(Nm);
       Pc—高强度螺栓的施工预拉力值(KN);
K—各批次高强度螺栓的扭矩系数平均值;
d—高强度螺栓的公称直径(mm)。
高强度螺栓的设计预拉力按《铁路桥涵设计规范》的规定,考虑到预拉力损失约为10%,所以高强度螺栓的施工预拉力为设计预拉力的1.1倍。
6)终拧由经过校验的电动定扭扳手完成,对于个别部位上无法使用电动工具的螺栓,使用经过校验的表盘式检查扳手或带响手动扳手完成终拧。
7)高强度螺栓在施拧过程中,栓头、垫圈不得随螺母一同转动,故施拧时要注意卡油。如发现螺栓、垫圈转动,要更换高强度螺栓,重复初拧、终拧的操作过程。所更换下的高强度螺栓退回库房,集中返厂处理,经过验收合格后方能使用,严禁直接再次使用。
8)高强度螺栓在施拧过程中手动带响扳手的使用必须用力均匀,不得使用冲击力;电动扭矩扳手起动时必须连续、平稳的运转直至电动扳手自动停止,完成一个高强度螺栓的施拧,电动扳手自动停止后,严禁再次启动电动扳手拧紧螺栓,防止超拧。在同一节点板上首批50%或75%的高强度螺栓终拧完成后,才可将另50%或25%的栓孔冲钉分批退出,并立即安装高强度螺栓,重复初拧、终拧的操作程序。
9)无论是在初拧、终拧阶段,还是在使用不同的扳手时均应遵循由栓群中心向四周的施拧顺序。
10)施工中电动扳手应使用独立电源或稳压电源,以减少电压波动而影响电动扳手扭矩的输出稳定。
11)各种扳手在使用过程中如出现异常或故障,现场施工人员不得擅自处理,应立即停止施工,将扳手交高强度螺栓试验小组检查、维修,并汇报故障情况,以便制定相应措施对现场螺栓进行处理。
  1. 质量检查
1)高强度螺栓的施工质量检查应组织专门的试验检测小组进行。
2)初拧检查用重约0.3kg的小锤逐个敲击每一个螺母,同时用手指按住螺母的对边一侧,如手指感觉螺母振动过大或松动,说明该螺栓欠拧或漏拧,需重新补拧。
3)终拧检查用经过标定的扭矩检查扳手进行,其精度误差须小于扳手使用扭矩值的3%。
4)采用扭矩检查扳手检查前,先目测检查初拧完成时的划线错位情况,确定终拧时有无漏拧以及垫圈或螺栓是否转动,如果画线未发生错动,则说明该螺栓漏拧,如果错位过大,则可能该螺栓超拧或垫圈打滑,应该重点检查。
5)终拧扭矩检查采用紧扣法进行,即对已终拧的高强螺栓用指针式表盘检查扳手沿拧紧方向拧紧螺母,检查人员均匀加力于扳手手柄,使扭矩示值均速增加,指针平稳转动,当指针停顿时,说明该扭矩值已经使螺母发生微小转动,则该值即为该螺栓的终拧检查扭矩值。
6)紧扣检查前,先在螺母、垫圈上划一细线,以监测螺母的转动情况。为防止检查是栓头随螺母一同转动,引起误判,检查人员应该注意观察,并带卡游工具。
7)现场检查扭矩值应在0.9~1.1Tch内,其中紧扣检查扭矩Tch为高强度螺栓的检查扭矩,由试验确定。
8)对于每一个节点的高强度螺栓检查数量为该节点栓群总数的5%,但不得少于2套。
9)对于不合格的节点,其不合格数量不得超过栓群总数的20%,否则应继续抽查,直至有累计栓群的80%为止。然后对欠拧的螺栓进行补拧,超拧的螺栓更换后重新施拧。
10)现场当天穿入节点板中的高强螺栓必须当天完成初拧和终拧。终拧后的高强度螺栓必须在4h以后、24h之内检查完毕,并做好标记。对于不合格者必须及时提出处理意见,并做好记录和签证工作。
 
参考文献
[1]TBJ 214-1992 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定[S].
[2]GB/T 1231-2006 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件[S].

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文章名称: 浅谈铁路钢桥高强度螺栓连接的施工工艺和质量

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