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摘要：南方沿海潮湿环境下建设公铁两用钢桁梁桥，因受气候影响，钢桥现场施工质量控制难度较大，特别是对高强度螺栓施工技术和质量提出了更高要求。本文主要从连续钢桁梁施工中高强度螺栓的验收和储存管理、扭矩系数试验、扳手标定、紧扣法检查等方面入手，阐述沿海潮湿环境下高强度螺栓施工技术和质量控制，可对今后类似环境钢桥施工提供借鉴。
关键词：高强度螺栓 公铁两用钢桁梁桥 扭矩系数试验 紧扣法 施工技术
1 引言
南沙港铁路西江特大桥跨鸡鸦水道主桥位于广东省中山市，为公路基础上改建的公铁两用桥，距离入海口不足20公里，上部结构为102+175+102m连续钢桁梁，全桥宽33.5m，桁高16.4m，全长381m，采用倒梯形华伦结构形式，全桥重量为14500吨，主桁采用M30和M24材质为35VB高强度螺栓连接，全桥高强度螺栓数量40万套。因该桥处于沿海潮湿海洋环境，对钢结构桥施工提出更高要求，特别是高强度螺栓施工技术和质量对全桥顺利合龙和后期运营具有重要影响，因此如何确保高强度螺栓施工质量成为本工程技术重难点。
2 高强度螺栓的验收
（1）高强度螺栓称为高强度螺栓连结副，包括1个螺栓、1个螺母和2个垫圈，由生产厂按批配套供货，并按批提供产品质量检验报告书及出厂合格证。
（2）高强度螺栓的螺栓标准为10.9S、螺母标准为10H、垫圈标准为HRC35~45。高强度螺栓的验收分为出厂检验和工地复验，均通过试验室试验进行检测，试验检测项目如下：
①螺栓机械性能试验：拉伸试验、冲击试验、楔负载试验、芯部硬度试验、脱碳试验
②螺母机械性能试验：保证荷载试验、螺母硬度试验
③垫片硬度试验
④连接副的扭矩系数试验
3 高强度螺栓的储存管理
（1）高强度螺栓的提料应根据现场的施工情况来进行进料。
（2）高强度螺栓入库时应清点检查，按包装箱上注明的直径、长度和批号生产厂家进行分类存放，并在库房内高强度螺栓堆放处清晰注明该批高强度螺栓的规格、批号、数量和入库时间，确保高强度螺栓的存放在任何时候都可供查询。
（3）作好防潮、防尘和通风工作，控制储存环境温度和湿度，库房底层应以木板垫高通风，垫高高度至少20-30cm，靠墙的地方，离墙至少20-50cm，堆放高度不宜超过五箱，以防止高强度螺栓受潮或包装破损而使表面状况改变和锈蚀。高强度螺栓存放时间不超过6个月。
（4）经验收合格的高强度螺栓入库后要建立明细库存表、发放登记表，加强管理，在使用过程中应有专人负责发放和领用，每班发放和领用数量由现场值班技术人员提供经签字生效的领料单，领料单必须注明的内容：施工部位、螺栓规格、数量、施工班组，螺栓管理人员按单发放，不得多领。
（5）高强度螺栓开箱后，如果外观质量不能满足要求（如存在缺陷或者锈迹等），需要弃用。根据当天施拧实际需用规格领取足够数量的高强度螺栓，用多少开多少箱。在施工中如有未用完的高强度螺栓连接副，须在下班前将其装盒并做好封闭，交库房管理，未使用完的高强度螺栓不得在露天过夜，以防生锈和污染，施工过程中要特别注意防尘工作。退回库房的高强度螺栓必须有现场值班技术人员签认，并注明螺栓的规格、数量、批号。
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4 扳手标定
高强度螺栓施拧前，电动扳手在经过计量检定合格轴力—扭矩仪上进行标定，施拧扳手的标定次数为每班上班前和下班后各一次。电动扳手标定分为初拧和终拧，其中初拧扭矩为终拧扭矩的50%。标定误差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%，电动扭矩扳手上有一个扭矩调节旋钮可将旋扭向低刻度调节；若上班前标定误差大于小于-3%，则将扭矩调节旋钮向高刻度值调节，反复几次既可达到所需精确扭矩值；但若下班后标定误差大于±5%，应立即检查并有校正记录，同时对该扳手当班施拧的全部螺栓进行紧扣检查，全部重拧。检查扳手标定方法同电动扳手，误差不得大于使用扭矩值的±3%。
5 高强度螺栓施拧
5.1 高强度螺栓安装数量
根据《客货共线铁路桥涵工程施工技术规程》钢梁杆件支架拼装时冲钉和高强度螺栓总数量不得少于孔眼总数的1/3，其中冲钉应占2/3，孔眼较少部位冲钉和高强度螺栓数量不得少于6个。钢梁杆件悬臂或半悬臂拼装时，联结处冲钉数量应按所承受的荷载计算决定，但不得少于孔眼总数的一半，其余孔眼布置高强度螺栓，冲钉和高强度螺栓应均匀安装，采用 50%冲钉并受力，另采用 30％高强度螺栓，然后拉吊钩，尽快补齐20%螺栓孔。应在已安装高强度螺栓终拧后再将冲钉换成高强度螺栓并做一般拧紧，同时拆卸冲钉数量不应超过冲钉总数的20%。
6 高强度螺栓质量检查和控制
高强度螺栓的质量检查安排专人负责，并应在螺栓全部终拧4小时后、24小时之内对全部高强度螺栓完成检查。检查前先观察，应保证螺栓丝扣外露应为2~4扣。
6.1高强度螺栓初拧检查
高强度螺栓初拧后采用小锤敲击法进行初拧检查，并且对每一个高强度螺栓都需要检查，检查方法是：用手指紧按住靠近垫圈的螺母位置，然后使用一个0.3Kg 重的小锤敲击螺母相对应的另一边，当手指感到轻微的颤动则为合格，当手指感到颤动较大则为欠拧或漏拧，当手指感到完全不颤动则为超拧。
初拧完成后对于板厚不大于32mm板组成的板束，其板层间隙使用0.3mm 塞尺检查，当深入缝隙深度不大于20mm时为合格，反之则为不合格；对于板厚大于32mm板组成的板束，其密贴标准应符合设计要求。
初拧合格后，在螺杆、螺帽及垫圈上标记一条白色的直线，以便于终拧后检查有无漏拧以及垫圈或螺栓是否随螺母转动，判断标准是：螺栓、螺母、垫圈之划线均未错动者为漏拧；螺栓、螺母的划线未错动者为螺栓随螺母转动。
6.2高强度螺栓终拧检查
高强度螺栓终拧检查采用紧扣法检查。首先对每批高强螺栓抽取8套进行紧扣扭矩实验，测出每套高强度螺栓的紧扣比，然后求出这8套高强度螺栓的平均紧扣比。
紧扣比＝紧扣检查扭矩÷终拧扭矩（紧扣比一般小于1）。
该“紧扣比”平均值乘以施工扭矩即为“紧扣检查扭矩”。当用检查扭矩扳手拧紧螺母，测得螺母与螺栓刚发生微小相对转角时的扭矩，应在0.9～1.1紧扣检查扭矩范围。
进行紧扣检查时，施加扭矩要均匀、平稳，不得有冲击；紧扣检查以检测线转动1~3mm为宜，超出这个范围得出的紧扣检查扭矩离散性大。
（1）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%。
（2）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。
（3）紧扣检查前，先在螺母、垫圈上划一细线，以监测螺停顿时，说明该扭矩值已经使的螺母发生微小转动，则该扭矩值即为该螺栓的终拧检查扭矩值。为防止检查时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。
（4）紧扣法终拧检查扭矩，读数应在试验检查扭矩值的±10%范围内，每个栓群或节点检查的螺栓合格率不得小于80%，欠拧螺栓补拧到规定扭矩、超拧螺栓更换连接副后重新施拧。每个栓群或节点板随机抽查10%。对于不合格的节点，其不合格数量不得超过抽查总数的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。
7 结束语
南沙港铁路西江特大桥跨鸡鸦水道主桥连续钢桁梁目前已顺利完成合龙，全桥40万套高强度螺栓克服沿海潮湿环境影响，均按要求完成施拧，经建设单位委托的第三方检测机构检测，终拧合格率100%满足设计要求，施工质量得到有效保障，公铁两用桥结构安全可靠。
随着国家大力发展基础设施建设，钢桥将会越来越多，高强度螺栓连接施工技术和质量控制也将会与时俱进，取得更大的创新和突破，为钢结构桥梁保驾护航。
参考文献：
【1】《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）
【2】《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ203-2008）
论文作者:王云
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第20期
论文发表时间:2019/4/25
标签：扭矩论文; 螺栓论文; 高强度螺栓论文; 螺母论文; 扳手论文; 垫圈论文; 数量论文; 《建筑细部》2018年第20期论文;