和乐

摘要：文章介绍了公安跨长江公铁两用特大桥高强度螺栓验收及工艺试验方法，通过试验数据分析了温度变化对高强度螺栓扭矩系数的影响，并阐述了本桥高强度螺栓施拧过程中的控制要点，对同类工程的施工具有启发作用。

关键词：公安长江大桥；高强度螺栓；工艺试验；温度；扭矩 文献标识码：A

中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2016）05-0100-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.051

1 工程概况

公安跨长江公铁两用特大桥采用4m×94.5m连续钢桁梁桥和（98+182+518+182+98）m双塔钢桁斜拉桥，主梁为“N”字形桁式，采用焊接的整体节点，工地架设时，在节点之外用高强度螺栓拼接，共使用90多万套高强度螺栓，全桥采用M30、M24、M22三种规格高栓，施工时间跨度大。

2 高强度螺栓验收及工艺试验

2.1 高强的螺栓的验收

合格的高强度螺栓产品是保证高强度螺栓施拧质量的首要条件。为了确保公安长江大桥高强度螺栓质量，必须对高强度螺栓产品进行验收。

2.1.1 高强度螺栓连接副的组成。高强度螺栓连接副由一个10.9S高强度大六角头螺栓、一个10H高强度大六角螺母和两个HRC35～45高强度垫圈组成。

2.1.2 高强度螺栓主要检验项目。（1）外形尺寸检查（依据GB/T1228～1230中有关规定）；（2）螺纹参数检验（依据GB/T1228～1229中有关规定）；（3）表面缺陷检验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（4）机械性能试验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（5）扭矩系数试验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（6）包装与标记检验（依据GB/T1231-2006中有关规定）。

其中机械性能试验的螺栓实物楔负载和螺母保证荷载两个项点及扭矩系数试验的扭矩系数平均值和扭矩系数标准差两个项点均为逐批抽样检验，其余项点为部分批抽样检验。

高强度螺栓工地复验的结果应符合国标《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/T1228～1231-2006）的有关规定。

2.2 高强度螺栓工艺试验

对供货厂家-中京联合科技有限公司产品第一批供货的产品抽取1个批号、每批25组、每组5套高强度螺栓进行扭矩系数试验。检验工厂近期产品的整体质量状况，并运用数理统计原理推断样本扭矩系数平均值，反映整批扭矩系数平均值代表性的大小，作为施工过程中调整施拧扭矩、保证高强度螺栓终拧预拉力满足设计要求的重要参考指标。

在第一批供货中，我们随机从M30（规格M30×130 批号215372）高强度螺栓中抽取一批进行工艺试验，试验温度：15℃，试验湿度：72%，数据如表1所示：

本桥高强度螺栓扭矩系数测定在专用轴力计上测定，设备的精度、测试方法和测试时的环境温度及相对湿度等都会对测试结果造成影响。国标GB/T1228～1231-2006中规定：10.9S级高强度大六角头螺栓连接副必须保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为0.110～0.150，扭矩系数标准差应小于或等于0.010。每一连接副包括一个螺栓、一个螺母、两个垫圈，并应分属同批制造。连接副的扭矩系数是在轴力计上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。

3.2 温度对扭矩系数的影响

本桥采用扭矩法施工，用扭矩来控制高强度螺栓终拧的预拉力，在同一预拉力时，扭矩根据温度变化而变化。我们取做工艺试验的同批M30高强度螺栓50套，分成10组，每组5套，利用温控设备调整试验温度，测定高强度螺栓的扭矩系数，数据如表2所示。

从上表2试验数据中可以得出，随着温度降低，同批高强度螺栓的扭矩系数不断变大，这就需要我们严格控制高栓施工。

4 施工控制

4.1 施拧扭矩及检查扭矩确定

因为扭矩法是受到很多因素影响的，尤其是自然环境气候等影响较为明显，还有高强度螺栓本身的质量和施拧工具也有很多讲究，所以我们必须根据进场高强度螺栓扭矩系数工地复验、工艺试验、终拧试验、比对试验及近期天气情况，在目前天气情况下，确定近期施拧终拧扭矩，初拧扭矩按终拧扭矩一半来控制。检查扭矩等于施拧终拧扭矩乘以紧扣比。

4.2 施拧过程中的控制要点

本桥高强度螺栓施拧全部采用扭矩法施工，分初拧和终拧两次施拧，桁梁接头先对位，用冲钉将板束间栓孔重合后方能进行穿设螺栓和施拧。穿放冲钉时用小锤轮番轻击冲钉，使杆件孔眼重合，严禁用大锤猛击冲钉强行过孔。钢梁拼装时主桁杆件对位后要先在四角打入4个定位冲钉并穿4～6个工具螺栓把板缝夹紧，然后再按规定打入冲钉和穿高栓，防止打入冲钉将板缝撑开，以免拧紧螺栓时板层难以靠紧影响工程质量。高强度螺栓初拧的目的是为了既可把板缝夹紧，又在终拧时无需松扣，同时使电动扳手不能带过大负荷启动。初拧值取终拧值的50%，每个螺栓初拧后须及时在螺杆头部做点标记，之后对已初拧完螺栓做点并划线标记（做点或划线均用白色油漆，划线方法为沿螺杆、螺母棱角、垫圈划一直线，便于终拧后检查螺母，垫圈转动情况）。终拧扭矩值是在保证螺栓的设计预拉力前提下，通过试验确定所得，考虑施工误差及螺栓预拉力损失，高强度螺栓的施工预拉力为设计预拉力的1.1倍，即终拧扭矩M=1.1K·N·d。终拧采用扭矩法，使用电动扳手完成（不能使用电动扳手的部位可用带响扳手或数显扳手），自中间向四周将初拧后的螺栓拧至终拧值，终拧并检查合格的螺栓群，在螺杆头部划线做出标记（红色油漆），以便检查有无漏拧情况。无论使用电动扳手或带响扳手，均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，否则影响螺栓群的合格率。螺栓施拧过程中应用扳手卡死螺栓头部，防止螺杆随扳手一齐转动。对不同扭矩系数使用不同扭矩值的扳手进行施拧。对高强度螺栓应加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于一个部位，不要混用。

5 结论及建议

我们对同批可靠稳定的高强度螺栓进行了大量试验，并对其进行了总结：（1）高栓施工质量要求严格，建议选择质量可靠、稳定的生产厂家；（2）早晚温差较大的地区建议白天施工；（3）靠近江河地区，早晚湿度较大，连接副表面状态易发生改变，造成扭矩系数离散，应在施拧过程中加强控制，建议在施拧板面露水散退后进行施工；（4）高栓施工过程中要根据现场温度变化适时调整终拧扭矩，确保施拧高强度螺栓的终拧预拉力满足设计要求。

参考文献

[1] 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定（TBJ214-1992）[S].

[2] 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母及垫圈技术条件（GB/T1228～1231-2006）[S].

[3] 钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）[S].

（责任编辑：秦逊玉）