南通煜海建设工程有限公司 江苏南通 226600
一、工程概况
新建木勺头桥上部为1 跨65.1m 简支钢桁梁桥，计算跨径64m，桥梁总宽9.4m；桥梁下部为桩接承台接矩形截面实体台。主桥结构构件采用全栓接连接方式。主桁弦杆采用箱形截面，上弦杆截面为□700*500*32*20，下弦杆截面为□700*500*28*20。主桁端斜杆采用箱形截面□700*500*32*20；主桁腹杆均采用工字形截面，斜腹杆截面为BH500*480*20*32，直腹杆截面为BH500*420*20*32。
本桥设上平面纵向联结系，交叉式腹杆体系。上平联横杆、斜杆采用工字形截面，横梁截面为BH366*420*16*24，斜杆截面为BH366*300*12*16。
二、质量控制重点分析
木勺头桥栓接采用大六角高强度螺栓，高强螺栓规格有M20*85、M24*75 ～150，共计12种规格，高强螺栓数量达22000颗。高强螺栓安装施拧工作量很大，同时按图纸规格正确安装高强螺栓是本工程的重点。由于采用大六角高强度螺栓，检查螺栓是否拧紧至要求扭矩是本工程控制的重点，也是难点。主桁架上下弦杆为箱型截面，高强螺栓安装留设130*500的长圆孔作为手孔，手孔仅能伸入单臂且无视角看清箱体内全部螺栓孔，高强螺栓安装难度高。
三、施工过程质量控制
3.1高强度螺栓检验、复验
本桥梁所用高强螺栓为TS10.9级扭剪型摩擦高强螺栓；高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构高强度大六角头螺栓》（GB/T1228~1231）和《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》（GB/T3632~3633）的规定，高强螺栓进场使用前，应进行扭矩系数和抗滑移系数的复验和检验。
1、高强度螺栓扭矩系数复验
按JGJ82-2011第3.4.9条和GB50205-2001附录B.0.4的规定，高强度螺栓施工前，应按出厂批复验高强度螺栓的扭矩系数，每批复验8套。每组8套连接副扭矩系数的平均值应为0.110～0.150，标准偏差应小于或等于0.010。
2、高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验
（1）抗滑移系数试验方法应符合现行国家标准《高强度螺栓连接面抗滑移系数试验方法》的规定。
（2）经处理的摩擦面，出厂时应按批按照规范做抗滑移系数试验，应按批附3套与杆件相同材质、相同处理方法的试件，由工地复验抗滑移系数，在运输过程中，试件摩擦面不得损伤。
（3）本工程钢结构高强度螺栓连接面的抗滑移系数试验，对于Q345要求达到f≥0.45，本工程使用的螺栓规格为M24，仅对M24进行试验，试件板表面应平整无油污，孔和板的边缘应无飞边、毛刺；冲砂等级达到Sa2.5级各做6副，试板如下图示。
高强螺栓连接副试板示意图
（4）抗滑移系数检验的最小值等于或大于设计规定值，当不符合规定时，构件摩擦面应重新处理，处理后的构件摩擦面应重新检验。
高强度螺栓所有抽检、试验合格后才能进行安装施工。
3.2现场摩擦面处理
运抵现场的钢构件，其摩擦面必须无油污及氧化铁皮，如有需要用钢丝刷清理干净，以保证摩擦面的摩擦系数。
3.3高强度螺栓存放管理
高强度螺栓应存放在防雨防潮的仓库内，按规格批号分类存放，并挂牌，不得混放混用，施工过程中随用随领，每天未用完的要归库，严禁在现场露天堆放，防止受潮、生锈、沾污和碰伤。
3.4 施工扭矩的计算与复核
施工扭矩为施工时标定的高强螺栓扭矩值，其计算公式如下：
M施= K* Pc* d
M施——施工扭矩（N.m）
K——试验报告中提供的扭矩系数平均值，必要时做温度校正
Pc——高强螺栓的施工预拉力（KN）
D——高强度螺栓公称直径（mm）
3.5高强螺栓安装
高强度螺栓施工应按程序和规范进行，整个施工过程中应严格控制。
1、高强度螺栓工艺流程
本工程高强螺栓采用TS10.9级扭剪型高强度螺栓连接。高强度螺栓的施工质量关系到结构连接的可靠性，其施工质量应严格把关。高强螺栓安装工艺流程如下图所示：
高强螺栓安装工艺流程图
2、高强度螺栓施工程序
高强螺栓安装→高强度螺栓初拧→高强度螺栓终拧→高强度螺栓终拧抽查。
3.6高强螺栓的施工要求
采用高强度螺栓连接处，连接面采用喷砂（丸）处理，摩擦面的抗滑移系数详见下表：
高强螺栓摩擦面的抗滑移系数
钢板之间贴合摩擦面内不许涂刷油漆，高强度螺栓连接施工应满足规范要求。高强度螺栓预拉力应满足《钢结构设计规范》GB50017中表 7.2.2-2条的规定。
为了使部件紧密的贴合达到设计要求的摩擦力，贴合面上严禁有电焊、气焊、气割、溅点、毛刺、飞边、尘土及油漆等不洁物质。
在螺栓的上下接触面处，如有1/10 以上的斜度时，应采用斜垫圈垫平。
注意切勿使螺栓头、垫圈及母材接触面沾有油污。
高强螺栓施工完成后，应在连接板缝、螺栓头、螺母和垫圈周围涂防腐腻子封闭。
3.7高强度螺栓施工
1、高强度螺栓安装
钢结构安装前应清除飞边、毛刺、焊接飞溅物。高强度螺栓的垫圈和螺母应该分清紧固面和摩擦面。每个螺栓的一端不得垫2个或2个以上的垫圈，同时注意垫圈的方向。螺栓使用时要分清螺栓使用部位，保证螺栓终拧后外露螺纹不少于2～3个螺距，其中允许10%螺栓丝扣外露1扣或4扣。螺栓孔不得采用气割扩孔，孔眼偏差采用钢制绞刀修理。安装高强螺栓时，螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打，穿入方向一致并便于螺栓紧固的操作。
高强螺栓的安装应按一定顺序紧固：
1）有连接板的节点，应从连接板中间向两端紧固，以消除摩擦面间隙，使摩擦面接合紧密（紧固顺序如下图示）；
2）大型节点从中央向四周紧固，消除应力；
高强螺栓的初拧值不得小于终拧值的30%。
2、高强度螺栓终拧
钢结构在完成框架校正，高强螺栓初拧后，进行高强度螺栓的终拧。终拧前应对终拧使用的机具（电动扭力扳手）的终拧数值进行校正。以保证螺栓终拧值的准确。每完成一区段螺栓终拧紧固后，电动扭力扳手须进行复测。检测电动扭力扳手终拧数值工具为扭力检测扳手。高强度螺栓终拧检查使用扭力检测扳手。高强度螺栓终拧使用的电动扭力扳手、扭力检测扳手都应进行计量检查，保证使用时的准确性。
3、高强度螺栓验收
本工程采用的是扭剪型高强螺栓，对扭剪型高强度螺栓终拧检查，以目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强度螺栓，应按如下规定进行终拧紧固质量检查。
先用小锤检查有无漏拧，如有，则应按规定紧固，验收时用扭矩扳手随机抽查每种规格10%数量的高强螺栓，但抽查数量不少于3个。检测方法为先将螺母拧松约60度，再拧至原位置时读数。检测扭矩为：
M检=K P d
M检——为检测扭矩（N.M）
P——设计预拉力（KN）
检测所得的扭矩允许偏差为±10%M检。
3.8 高强螺栓施工注意事项
1、高强螺栓安装时穿入的临时螺栓和冲钉数量不得少于安装总数的1/3，且不得少于两个临时螺栓，冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。高强螺栓应能自由穿入，如不能自由穿入应用铰刀进行修整，修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。修孔时，为防止铁屑落入板夹缝中，铰孔前应将四周螺栓全部拧紧，使板密封后再进行。严禁气割扩孔。
2、安装高强螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得在雨中作业。
3、高强度螺栓拧紧时，只准在螺母上施加扭矩，终拧后的高强螺栓应用另一利颜色在螺母上涂上标记。
4、对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构，在高强度螺栓拧紧检查验收合格后，连接处板缝应及时用腻子封闭。
3.9 高强螺栓施工质量通病及防治措施
紧固扭矩或预拉力不够：即高强螺栓按规定扭矩紧固后，螺栓仍达不到要求的预拉力而影响连接强度是高强螺栓经常出现的质量通病。
防治措施：定期校正电动或手动扳手的扭矩值，使偏差在5%以内，螺栓孔不重合或有偏差，应用电钻修孔，忌用锤强行打入孔内，避免螺纹损伤。紧固顺序应为螺栓组中间向两端对称紧固，操作必须分两次进行，避免部分轴力消耗在钢板变形上。第一次初拧不小于终拧扭矩的30%，第二次终拧达到标准紧固扭矩，加强检查，防止漏拧，认真处理摩擦面，涂涮封闭油漆应在周边涂涮腻子，采用快干红丹漆或稠铅油封闭，防止油漆渗入，螺丝杆、螺母的垫圈应配套使用，螺纹要高出螺帽三扣，以防使用时松扣降低顶紧力。同时避免把高强螺栓当作临时安装螺栓使用。
四、结束语
木勺头桥主桥钢结构在施工过程中严格按照施工方案进行组装，规范操作，有效的保证了高强螺栓的施工质量，为全桥的顺利完成垫定了坚实的基础，经成桥荷载试验检测，各杆件的受力及变形均在设计规定范围。
参考文献：
[1]王朝华.下承式钢桁梁桥在城市桥梁中的应用及结构设计.山西建筑，2014.
[2]吕存杰.乌鲁木齐南站下承式钢桁梁设计.中国铁路，2014.
论文作者:黄凌丽
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/31
标签：螺栓论文; 扭矩论文; 高强度螺栓论文; 摩擦论文; 截面论文; 系数论文; 紧固论文; 《防护工程》2019年8期论文;