2010年第3期
铁 道 建 筑RailwayEngineering
1
文章编号:100321995(2010)0320001203
南京大胜关长江大桥高强度螺栓试验概述
吴兴红
(中铁大桥局集团第四工程有限公司,南京 210031)
摘要:、进场检验、
工艺试验、抗滑移系数试验及施拧过程中的试验控制和质量检测。扭矩系数的变化,螺栓初、终拧间隔30d。关键词:高强度螺栓 进场检验 工艺试验 +
中图分类号:U4451581 文献标识码
3)高强度螺栓进场后,由工地试验室进行检查验
1 大桥概况
南京大胜关长江大桥主桥上部结构由2联连续钢桁梁和1联连续钢桁拱组成,桥跨布置为:2联连续钢桁梁(84+84)m+六跨连续钢桁拱(108+192+336+336+192+108)m。全桥钢梁全长1615m,共128个节间。钢梁在工厂制造时各构件间全部为焊接;在工地拼装除桥面板焊接外,其余全部采用摩擦型高强度螺栓连接。
主桁杆件采用M30螺栓连接,桥面系和联结系构件采用M24螺栓连接,桥面U形肋和板肋的拼接采用M22螺栓连接。M24、M22高强度螺栓材质为20MnTiB,M30高强度螺栓材质为35VB。预拉力设计值及抗滑移系数按《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB1000212—2005)取用,所有高强度螺栓连接副均经表面磷化处理。全桥高强度螺栓总量为200万套。
收,并按规定进行抽样复验。复验项目包括扭矩系数、螺栓楔负载、螺母保证荷载、螺母及垫圈的硬度。
4)高强度螺栓连接副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,防止生锈和沾染脏物。
3 高强度螺栓的进场检验
311 扭矩系数检验
每个批号螺栓随机抽样高强度螺栓连接副8套,在扭矩系数试验仪上进行检验,测定扭矩系数平均值、标准偏差。施工现场验收扭矩系数平均值控制在01110～01150之间,标准偏差
1)每一连接副只能试验一次,不得重复使用。2)进行连接副扭矩系数试验时,螺栓预拉力值应控制在表1所规定的范围,超出该范围者,所测得之扭矩系数无效。
3)组装连接副时,螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面,试验时,垫圈不得发生转动,否则试验无效。
4)进行连接副扭矩系数试验时,应同时记录环境条件(温度和相对湿度)。试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2h以上。312 螺栓楔负载检验
抽检频率为每个批号8件,将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上(至少6扣),螺栓头下置-10°楔垫,再装在万能材料试验机上进行拉力试验。当拉力载荷在表1规定的范围内,断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处,否则为不合格。313 螺母保证荷载试验
抽检频率为每个批号8件,将螺母拧入螺纹芯棒,
2 高强度螺栓的验收及储存
1)高强度螺栓连接副由一个1019S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)高强度螺栓、螺母及垫圈所用材质、规格尺寸、技术条件、产品包装及产品质量检验报告书必须符合GB/T1228—1231的规定。高强度螺栓出厂检验按批进行,连接副最大批量为3000套。高强度螺栓连接副在运输、保管过程中应防雨、防潮,并应轻装、轻卸,防止损伤螺纹。
收稿日期:2009208214;修回日期:2009211225
作者简介:吴兴红(1975—),女,江苏省大丰市人,工程师。
铁 道 建 筑March,2010
在万能材料试验机上进行拉力试验,试验时夹头的移动速度不应超过3mm/min。在达到表1规定的保证载荷时,持荷15s,螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷
后,应可用手将螺母旋出,或者借助扳手松开螺母(但不应超过半扣)后用手旋出。在试验中,如螺纹芯棒损坏,则试验作废。
表1 螺栓规定值
预拉力类型预拉力最大值预拉力最小值楔负载拉力值螺母保证荷载值
M[1**********]～376315
M[1**********]～438367
M[1**********]～696583
kN
等指标,对紧扣检查的稳定及可靠程度做出评价。
5 栓接板面的抗滑移系数试验
1)高强度螺栓拼接摩擦面处理采用表面喷砂后
电弧喷铝,出厂板面抗滑移系数试验值不得小于0155。
2)工地复验抗滑移系数试验以每制造钢梁2000t
为一批,每批按设计要求以不同螺栓规格及板厚的组合制造试件6组,每组3套质、、同批制造、,并在相、:采用压力传感,每个螺栓预拉力值应在0195P～P之间(P为高强度螺栓设计预拉力值)。压力传感器应在试验前用试验机进行标定,其误差应在2%以内。采用万能材料试验机对组件进行拉伸,直至滑动破坏,测得滑移荷载,计算抗滑移系数。工地复验抗滑移系数不得小于0145。
314 螺母硬度检验
。任选4,度代表值。2的规定。
表2 螺母硬度的规定值
性能等级
最小值
10H
98HRB
洛氏硬度
最大值
32HRC
维氏硬度最小值
222HV30
6 高强度螺栓安装试验控制
1)高强度螺栓的设计预拉力、施工预拉力应符合
最大值
304HV30
表3的规定。
表3 高强度螺栓预拉力
预拉力类型设计预拉力P施工预拉力Pc
M22200220
M24240264
kNM30360396
315 垫圈硬度检验
抽检频率为每个批号8件,在垫圈的表面上任选4点做洛氏硬度试验,取后三点平均值。垫圈的硬度
为329HV30～436HV30(35HRC～45HRC)。
4 高强度螺栓的工艺试验
411 扭矩系数试验
2)高强度螺栓连接副的拧紧方法为扭矩法,施拧分初拧、终拧两部分进行,初拧和终拧均应使用定扭矩扳手。终拧扭矩值由试验数据确定,初拧扭矩为终拧扭矩的50%。
3)初拧使用电动扳手或定扭矩带响扳手,终拧使用电动扳手。不能使用电动扳手施拧的部位,可用定扭矩带响扳手施拧。使用定扭矩带响扳手施拧时,要注意施力均匀平稳,不得冲击施拧。
4)高强度螺栓施拧用的电动扳手采用扭矩系数试验仪标定,定扭矩带响扳手采用扭矩系数试验仪或挂重法标定。
5)施拧扳手的标定次数为每班上班前和下班后各一次。标定方法:电动扳手和采用扭矩系数试验仪标定的定扭矩带响扳手,用5套当天上桥用的高强度螺栓进行标定,取其扭矩平均值。标定误差规定为上班前标定不得大于规定值的±3%;下班后标定不得大于规定值的±5%。若上班前标定误差大于±3%,应调整至±3%以内;若下班后标定误差大于±5%,应及
钢梁架设之前对每个高强度螺栓供货厂家第一批供货的产品抽取同一个批号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,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。412 群栓试验
根据桥梁结构板层、板厚的情况,选取具有代表性的不同板厚、板束组合进行群栓试验。采用压力传感器测试各螺栓预拉力,压力传感器应在试验前用试验机进行标定,其误差应在2%以内。观测各螺栓预拉力初拧损失、终拧损失、终拧后24h的损失等指标。413 紧扣检查扭矩试验
采用同规格、同批号的高强度螺栓40套进行紧扣检查试验。紧扣检查轴力及扭矩平均值与终拧轴力及扭矩平均值进行比较,从紧扣检查轴力与扭矩离散率
2010年第3期南京大胜关长江大桥高强度螺栓试验概述
时对该扳手当班施拧的全部螺栓进行紧扣检查。
6)温度与湿度对扭矩系数影响很大,当温度与湿度变化较大时,可根据利用当天上桥的高强度螺栓,在扭矩系数试验仪上标定电动扳手时所得的扭矩系数平均值,调整终拧扭矩,确保结构安全。
7 施拧质量检查
1)对初拧后的全部高强度螺栓连接副,用重约013kg的小锤敲击螺母对边的一侧,用手指紧按住螺
个传感器)→标定初拧电动扳手→初拧所有螺栓,记
录初拧轴力→洒水30d后→标定终拧电动扳手→终拧前读初拧轴力→终拧螺栓,记录终拧轴力→每3套螺栓终拧完毕后,再次记录终拧轴力(相当于瞬间损失后),结果如下:
1)高强度螺栓初拧后,经过30d再进行终拧,洒水与否其轴力降低率相差无几,均在3%以下;
2)两种状态终拧后,瞬间损失的轴力均较小,在017%～113%之间;
3)拧,,仍能使8响,架设进度相对滞后,导致提前进场的部分高强度螺栓超过国标规定的保证期。工地试验室按照国标相关要求对“已超”、“将超”的高强度螺栓进行了环境影响下扭矩系数K值的比对试验。试验对象为部分有代表性生产批高强度螺栓M30螺栓8批、M24螺栓4批、M22螺栓4批,每批均为8套螺栓。得出了有效变化趋势平均值,进场半年后扭矩系数降低率分别为710%、418%和313%。
进场超过保证期的高强度螺栓,其再次复验的扭矩系数平均值K
2010年第3期
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文章编号:100321995(2010)0320001203
南京大胜关长江大桥高强度螺栓试验概述
吴兴红
(中铁大桥局集团第四工程有限公司,南京 210031)
摘要:、进场检验、
工艺试验、抗滑移系数试验及施拧过程中的试验控制和质量检测。扭矩系数的变化,螺栓初、终拧间隔30d。关键词:高强度螺栓 进场检验 工艺试验 +
中图分类号:U4451581 文献标识码
3)高强度螺栓进场后,由工地试验室进行检查验
1 大桥概况
南京大胜关长江大桥主桥上部结构由2联连续钢桁梁和1联连续钢桁拱组成,桥跨布置为:2联连续钢桁梁(84+84)m+六跨连续钢桁拱(108+192+336+336+192+108)m。全桥钢梁全长1615m,共128个节间。钢梁在工厂制造时各构件间全部为焊接;在工地拼装除桥面板焊接外,其余全部采用摩擦型高强度螺栓连接。
主桁杆件采用M30螺栓连接,桥面系和联结系构件采用M24螺栓连接,桥面U形肋和板肋的拼接采用M22螺栓连接。M24、M22高强度螺栓材质为20MnTiB,M30高强度螺栓材质为35VB。预拉力设计值及抗滑移系数按《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB1000212—2005)取用,所有高强度螺栓连接副均经表面磷化处理。全桥高强度螺栓总量为200万套。
收,并按规定进行抽样复验。复验项目包括扭矩系数、螺栓楔负载、螺母保证荷载、螺母及垫圈的硬度。
4)高强度螺栓连接副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,防止生锈和沾染脏物。
3 高强度螺栓的进场检验
311 扭矩系数检验
每个批号螺栓随机抽样高强度螺栓连接副8套,在扭矩系数试验仪上进行检验,测定扭矩系数平均值、标准偏差。施工现场验收扭矩系数平均值控制在01110～01150之间,标准偏差
1)每一连接副只能试验一次,不得重复使用。2)进行连接副扭矩系数试验时,螺栓预拉力值应控制在表1所规定的范围,超出该范围者,所测得之扭矩系数无效。
3)组装连接副时,螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支承面,试验时,垫圈不得发生转动,否则试验无效。
4)进行连接副扭矩系数试验时,应同时记录环境条件(温度和相对湿度)。试验所用的机具、仪表及连接副均应放置在该环境内至少2h以上。312 螺栓楔负载检验
抽检频率为每个批号8件,将螺栓拧在带有内螺纹的专用夹具上(至少6扣),螺栓头下置-10°楔垫,再装在万能材料试验机上进行拉力试验。当拉力载荷在表1规定的范围内,断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处,否则为不合格。313 螺母保证荷载试验
抽检频率为每个批号8件,将螺母拧入螺纹芯棒,
2 高强度螺栓的验收及储存
1)高强度螺栓连接副由一个1019S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)高强度螺栓、螺母及垫圈所用材质、规格尺寸、技术条件、产品包装及产品质量检验报告书必须符合GB/T1228—1231的规定。高强度螺栓出厂检验按批进行,连接副最大批量为3000套。高强度螺栓连接副在运输、保管过程中应防雨、防潮,并应轻装、轻卸,防止损伤螺纹。
收稿日期:2009208214;修回日期:2009211225
作者简介:吴兴红(1975—),女,江苏省大丰市人,工程师。
铁 道 建 筑March,2010
在万能材料试验机上进行拉力试验,试验时夹头的移动速度不应超过3mm/min。在达到表1规定的保证载荷时,持荷15s,螺母不应脱扣或断裂。当去除载荷
后,应可用手将螺母旋出,或者借助扳手松开螺母(但不应超过半扣)后用手旋出。在试验中,如螺纹芯棒损坏,则试验作废。
表1 螺栓规定值
预拉力类型预拉力最大值预拉力最小值楔负载拉力值螺母保证荷载值
M[1**********]～376315
M[1**********]～438367
M[1**********]～696583
kN
等指标,对紧扣检查的稳定及可靠程度做出评价。
5 栓接板面的抗滑移系数试验
1)高强度螺栓拼接摩擦面处理采用表面喷砂后
电弧喷铝,出厂板面抗滑移系数试验值不得小于0155。
2)工地复验抗滑移系数试验以每制造钢梁2000t
为一批,每批按设计要求以不同螺栓规格及板厚的组合制造试件6组,每组3套质、、同批制造、,并在相、:采用压力传感,每个螺栓预拉力值应在0195P～P之间(P为高强度螺栓设计预拉力值)。压力传感器应在试验前用试验机进行标定,其误差应在2%以内。采用万能材料试验机对组件进行拉伸,直至滑动破坏,测得滑移荷载,计算抗滑移系数。工地复验抗滑移系数不得小于0145。
314 螺母硬度检验
。任选4,度代表值。2的规定。
表2 螺母硬度的规定值
性能等级
最小值
10H
98HRB
洛氏硬度
最大值
32HRC
维氏硬度最小值
222HV30
6 高强度螺栓安装试验控制
1)高强度螺栓的设计预拉力、施工预拉力应符合
最大值
304HV30
表3的规定。
表3 高强度螺栓预拉力
预拉力类型设计预拉力P施工预拉力Pc
M22200220
M24240264
kNM30360396
315 垫圈硬度检验
抽检频率为每个批号8件,在垫圈的表面上任选4点做洛氏硬度试验,取后三点平均值。垫圈的硬度
为329HV30～436HV30(35HRC～45HRC)。
4 高强度螺栓的工艺试验
411 扭矩系数试验
2)高强度螺栓连接副的拧紧方法为扭矩法,施拧分初拧、终拧两部分进行,初拧和终拧均应使用定扭矩扳手。终拧扭矩值由试验数据确定,初拧扭矩为终拧扭矩的50%。
3)初拧使用电动扳手或定扭矩带响扳手,终拧使用电动扳手。不能使用电动扳手施拧的部位,可用定扭矩带响扳手施拧。使用定扭矩带响扳手施拧时,要注意施力均匀平稳,不得冲击施拧。
4)高强度螺栓施拧用的电动扳手采用扭矩系数试验仪标定,定扭矩带响扳手采用扭矩系数试验仪或挂重法标定。
5)施拧扳手的标定次数为每班上班前和下班后各一次。标定方法:电动扳手和采用扭矩系数试验仪标定的定扭矩带响扳手,用5套当天上桥用的高强度螺栓进行标定,取其扭矩平均值。标定误差规定为上班前标定不得大于规定值的±3%;下班后标定不得大于规定值的±5%。若上班前标定误差大于±3%,应调整至±3%以内;若下班后标定误差大于±5%,应及
钢梁架设之前对每个高强度螺栓供货厂家第一批供货的产品抽取同一个批号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,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。412 群栓试验
根据桥梁结构板层、板厚的情况,选取具有代表性的不同板厚、板束组合进行群栓试验。采用压力传感器测试各螺栓预拉力,压力传感器应在试验前用试验机进行标定,其误差应在2%以内。观测各螺栓预拉力初拧损失、终拧损失、终拧后24h的损失等指标。413 紧扣检查扭矩试验
采用同规格、同批号的高强度螺栓40套进行紧扣检查试验。紧扣检查轴力及扭矩平均值与终拧轴力及扭矩平均值进行比较,从紧扣检查轴力与扭矩离散率
2010年第3期南京大胜关长江大桥高强度螺栓试验概述
时对该扳手当班施拧的全部螺栓进行紧扣检查。
6)温度与湿度对扭矩系数影响很大,当温度与湿度变化较大时,可根据利用当天上桥的高强度螺栓,在扭矩系数试验仪上标定电动扳手时所得的扭矩系数平均值,调整终拧扭矩,确保结构安全。
7 施拧质量检查
1)对初拧后的全部高强度螺栓连接副,用重约013kg的小锤敲击螺母对边的一侧,用手指紧按住螺
个传感器)→标定初拧电动扳手→初拧所有螺栓,记
录初拧轴力→洒水30d后→标定终拧电动扳手→终拧前读初拧轴力→终拧螺栓,记录终拧轴力→每3套螺栓终拧完毕后,再次记录终拧轴力(相当于瞬间损失后),结果如下:
1)高强度螺栓初拧后,经过30d再进行终拧,洒水与否其轴力降低率相差无几,均在3%以下;
2)两种状态终拧后,瞬间损失的轴力均较小,在017%～113%之间;
3)拧,,仍能使8响,架设进度相对滞后,导致提前进场的部分高强度螺栓超过国标规定的保证期。工地试验室按照国标相关要求对“已超”、“将超”的高强度螺栓进行了环境影响下扭矩系数K值的比对试验。试验对象为部分有代表性生产批高强度螺栓M30螺栓8批、M24螺栓4批、M22螺栓4批,每批均为8套螺栓。得出了有效变化趋势平均值,进场半年后扭矩系数降低率分别为710%、418%和313%。
进场超过保证期的高强度螺栓,其再次复验的扭矩系数平均值K