钢桁拱桥梁施工中高强螺栓的应用探讨

钢桁拱桥梁施工中高强螺栓的应用探讨

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摘要:随着我国钢结构桥梁的快速发展,高强螺栓施工技术也得到普遍推广和应用。本文以襄阳市东津新区苏岭山大桥工程高强度螺栓连接副安装为例,深入探讨高强螺栓施工技术应用。

关键词:桥梁施工;高强度螺栓;应用

前言

目前,高强度螺栓施工技术被普遍应用于建筑、桥梁等结构上,其主要特点是安装快捷、方便等特点。在公路桥涵施工技术规范中对高强螺栓施工已经有相关规定及要求,但由于高强螺栓施柠工作仍然处于半机械化状态,人为因素较多,因此在施工过程中难免会出现一些质量问题,无疑加大了桥梁结构潜在的质量和安全风险。

1高强螺栓的规格及分类

高强度螺栓连接副在国家标准中按照高强度螺栓强度等级分为8.8S和10.9S两个级别,苏岭山大桥项目使用的高强度大六角头螺栓连接副规格为M30、M24,性能等级为10.9级,材质为35VB。

施工准备

1.1高强度大六角头连接副的形式、尺寸、形位公差与技术要求应符合国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB/T/1228-2006)《钢结构用高强度大六角头螺(GB/T/1229-2006)《钢结构用高强度垫圈》(GB/T/1230-2006)《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母垫圈技术规范》(GB/T/1231-2006)的规定。

1.2高强度螺栓到货后,及时提交生产厂家提供的产品质量保证书,及时复验,并提交复验检测报告,复验应符合国际标准《钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T1231-2006)的相关规定。

1.3高强螺栓运入工地现场储存时,应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内,室内架空存放,堆放不宜超过五层,并不得损伤丝扣和沾染赃物;当天没有用完的螺栓,必须装回干燥、洁净的容器内,妥善保管并尽快使用完毕,不得乱放乱扔,必须建立高强螺栓使用台账及出入库记录,使用台账要反映出高强螺栓使用部位、规格、数量等相关信息;存储仓库内要设置温、湿度计,并建立温湿度观测记录。

1.4杆件安装必须进行抗滑移系数试验,确认抗滑移系数符合要求后方可组织施工。

1.5相同条件下运输、存放,凡杆件2000吨做一次抗滑移试验,每批6组试件,其中3组用于出场试验,3组用于工地复验。

2高强度螺栓连接副的安装

杆件拼装时,每个节点均应按现行《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)的相关规定,在支架上拼装钢梁时,冲钉和粗制螺栓总数量不得少于孔眼总数的1/3;采用悬臂法拼装钢梁时,联结处所需冲钉数量应按所受荷载计算决定,但不得少于孔眼总数的一半。临时螺栓和冲钉倒换高强度螺栓时,应在其余高强度螺栓终拧完成后进行拆除,以防止结构尺寸发生变化,吊装杆件时,必须待杆件完全固定后方可松鈎卸载。同时建立临时螺栓和冲钉使用台账。

高强度螺栓连接副施柠前,应在施工现场按出厂批号分批测定其扭矩系数,每批号的抽验数量应不少于8套。施拧高强度螺栓时,高强度螺栓和扳手的发放、使用要有专人负责并记录,严禁螺栓和扳手混用;高强度螺栓连接副的初拧、复拧和终拧应在同一工作日完成,高强度螺栓连接副的初拧、复拧和终拧均应使用定扭矩扳手,使用前,定扭矩扳手必须经过标定,其扭矩误差不得大于使用扭矩值的±3%。每班操作前及操作后,必须对施工扳手进行扭矩校正,校正结果填入记录表中,并由校正人签认。在操作后进行扭矩校正时,如发现其误差超过允许范围,则对该工班用该扳手终拧的高强度螺栓连接副全部用检查扳手按操作规程规定进行检查、处理。电动扳手应与控制箱配套使用,并应独立供电及配置稳压电源。

高强螺栓的初拧扭矩和复拧扭矩为终拧扭矩的50%。初拧、复拧、终拧高强度螺栓分别用三种不同颜色的油漆在螺母与垫圈的同一部位涂上标记(红色—初拧、黄色—复拧、蓝色—终拧)终拧时,施加扭矩必须连续、平稳,螺栓、垫圈不得与螺母一起转动,如果垫圈发生转动,应更换高强度螺栓连接副,按操作程序重新进行初拧、复拧、终拧。

高强度螺栓质量检查及验收

检验扭矩扳手使用前必须标定,其扭矩误差不大于使用扭矩的±3%。

观察全部终拧后的高强度螺栓连接副,检查复拧后用油漆标记的螺栓与螺母的相对位置是否发生转动,以检查终拧有否漏拧。对螺栓群高强度螺栓连接副总数的5%,但不少于2套进行终拧扭矩检查。采用松扣、回扣法检查:现在螺栓与螺母相对位置划一细直线作为标记,然后将螺母拧松30°,再用检查扭矩扳手把螺母从新拧紧至原来位置(使所划细线重合),测量此时的扭矩应在0.9Tck—1.1Tck范围内。

苏岭山大桥北岸边跨第一分段、二分段拱肋节段间采用高强螺栓连接,采用螺栓规格为大六角M30×140,螺栓等级为10.9S,批号为161026021,经查复验报告扭矩系数平均值为K=0.123,该批高强度螺栓连接副安装时终拧扭矩Te=K×PC×d=0.123×355×30=1310Nm

其中扭矩控制范围为(0.9Tck—1.1Tck)=1179Nm—1441Nm。苏岭山大桥北岸边跨第一分段、二分段拱肋节段间高栓连接总共有1800个,按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)相关要求,抽查频率5%,共抽查90个,合格90个,合格率为100%,此处仅择录部分数据。具体检查扭矩值如下表:

3结语

高强度螺栓施工技术已经十分成熟,高强度螺栓连接副施工是钢结构的重要组成部分,但在高强度螺栓连接副施工中,消除人为因素对钢结构的安装的不利影响,加强工艺控制和工序验收、严格执行钢结构作业指导书,是确保钢结构质量必不可少的条件,同时也为高强度螺栓施工提供了可靠技术保障,对高强度螺栓在大型桥梁和建筑结构中的应用具有十分重要的意义。

参考文献:

[1]《襄阳市东东津新区苏岭山大桥两阶段施工图设计》2015.

[2]《襄阳市东津新区苏岭山大桥钢结构高强螺栓施工工艺专项方案》2017.

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