高强度螺栓施工工艺
14.1.1工艺概述
本工艺适用于铁路钢梁摩擦型高强度大六角头螺栓连接的施工,螺栓材质采用20MnTiB、ML20MnTiB 或35VB 钢制造,螺母垫圈材料采用35 或45 号钢制成。
高强度螺栓连接副进场复验时其扭矩系数平均值应在 0.110~0.150 之间,标准差不大于 0.0100,出厂时栓接板面抗滑移系数的最小值不得小于 0.55,构件拼装前必须进行板面抗滑移系数试验。
每批试件的抗滑移系数最小值不得小于 0.45。
符合设计要求后,方可进行预拼及架设工作。
14.1.2作业内容
铁路钢梁摩擦型高强度大六角头螺栓连接的施工,采用电动扳手对高强度螺栓进行施拧,通过扭矩扳手或数显检查扳手对其进行检查,保证满足钢梁结构设计受力要求。
14.1.3质量标准及检验方法
《铁路钢桥制造规范》(TB10212-2009)
《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》(TBJ214-92)
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10415—2003)
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752-2010)
《客货共线铁路桥涵工程施工技术指南》(TZ203-2008)
14.1.4工艺流程图
14.1.5工艺步骤及质量控制
一、连接面清理、检查、标记
连接板面的清理:拼装前应清除所有降低连接板摩擦面抗滑移系数的油迹、污垢,以及孔边、板边的飞边、毛刺和其他附着物。
摩擦面必须无任何油漆。
可用细铜丝刷、干净棉丝除去栓接板面和栓孔内脏物。
对沾有油污处,应用汽油或丙酮擦净。
栓接板面必须干燥,不应在雨中作业。
对翘曲板面应予整平。
如摩擦面在大气中暴露时间超过 6 个月,须检查摩擦面有无影响或抗滑移系数降低的状况,有疑点时必须进行试验。
对已经变质的摩擦面,必须根据设计要求重新处理。
在拼装部位用醒目的颜色标示出不同规格的高强度螺栓使用区域线,并分别注明螺栓的规格和数量,但标示线不得侵入高强度螺栓垫圈的范围。
二、连接件就位,用冲钉临时固定
在拼装现场,首先用冲钉将板束准确对孔,再用部分粗制螺栓将板层充分压紧,之后方可安装高强度螺栓。
拼装冲钉的公称直径宜小于设计孔径 0. 1~0.2mm,应与工厂试拼中所用冲钉直径相同。
冲钉圆柱部分的长度应大于板束厚度,冲钉材质可用 35 号碳素结构钢或不低于 35 号钢制作,并经过热处理后方能使用。
冲钉使用多次后,经检查如因磨耗直径偏小时应予更换。
钢梁预拼时,可用 25%的冲钉代替高强度螺栓使用,高强度螺栓全部初拧后,再将冲钉全部换成高强度螺栓,并初拧,最后全部终拧。
钢梁悬臂拼装时,采用 50%冲钉并受力,另 5O%采用高强度螺栓,初拧后,再将冲钉分批换成高强度螺栓按顺序进行终拧。
高强度螺栓的安装方向:
(1)为便于施拧,全桥所有主桁节点立面的高强度螺栓,其螺母一律安装在节点板外侧;横向联结
系的高强度螺栓,其螺母一律安装在拼接板外侧。
(2)全桥平面及斜面的高强度螺栓除平联下面、轻轨纵梁顶面鱼形板其螺母朝下外,其余一律朝上。
(3)桥面板 U 型肋连接螺栓,其螺母安装在拼接板外侧。
(4)个别部位的高强度螺栓,其螺母位置无法满足上述几点要求时,可由主管工程师决定,但力求全桥一致。
电动扳手电源应设专用电源线,使其与大型机具电源分开,避免起动时电压波动影响电扳输出扭
矩,导致螺栓预紧力误差增大;并应配稳压器,使用电压应控制在 200-220V 之间,稳压器输出电源线
长度一般不超过 15m,防止太长的线路引起电扳电压的降低。
三、安装高强螺栓,并换掉冲钉
1.高强度螺栓施拧方法
高强度螺栓连接副的拧紧方法分为扭矩法和扭角法,本工艺讲述扭矩法,为使高强度螺栓的扭矩
系数等能达到设计的要求,工地应进行一系列的试验,根据试验的数据和试验时施拧的步骤,确定工
艺的施拧步骤。
下面以某一个桥确定的施拧步骤进行说明。
一般拧紧→初拧(复拧)→终拧
一般拧紧:即用人工扳手,在不用加力杆时,以一个人的力拧紧螺栓至扳不动为止,如此将螺栓
拧紧一遍。
一般拧紧前应检查拼装部位的冲钉和高强度螺栓是否合乎规定,检查螺栓规格有无用错者,
螺母、垫圈有无装反者,螺栓朝向是否符合要求。
检查无误后,再进行一般拧紧。
初拧(复拧):复拧(初拧)扭矩应控制在终拧扭矩值的 50%左右,用电动扳手进行施拧,初拧完
毕并检查合格后,用白色油漆在螺栓、螺母、垫圈及构件上作划线标记。
终拧:施工轴力(终拧轴力)为设计预拉力的 1.1 倍,终拧使用电动扳手。
终拧完毕后用与初拧
不同颜色的红色油漆在螺母上作出标记。
2.无论使用何种扳手施拧,对于插入式拼接的节点,应从节点刚度大的部位向不受约束的边缘方
向施拧,对大节点则应从节点中央沿杆件向四周进行,以利于拼接板面压平和减少先后施拧螺栓之间
的相互影响。
图 14.11.5-1 对接接头高栓施拧次序图
3.为防止施拧时螺栓杆转动,可用普通板手卡油,不准其转动。
4.穿放螺栓前,需将栓孔的尘土、浮锈清除干净,以免污染螺栓。
穿放螺栓不得用锤打强行穿入,以
免损伤螺纹。
对于螺栓不能自由穿入的栓孔,应查明原因,及时进行研究处理,处理时,严禁气割扩孔。
若绞孔或扩钻应防止钢屑落入板层缝中,处理前应将该孔四周的螺栓全部拧紧。
对于经绞孔或扩钻的构
件及孔眼位置,应有施工记录备案。
5.组装时,螺栓帽一侧及螺母一侧应各置一个垫圈,垫圈有内倒角的一面应分别朝向螺栓帽和螺
母支承面。
6.不得使用生锈、螺纹损坏、表面潮湿或有灰尘、砂土和表面状况发生变化的高强度螺栓。
凡表
面状况发生变化的高强度螺栓,应送回原生产厂家重新进行表面处理。
重新处理后,按原供货要求进
行扭矩系数复验,复验合格后方可使用。
7.高强度螺栓经终拧检查合格后,其螺栓、螺母、垫圈的外露部分应立即涂装(雨天和严寒天气
除外),板层尤其是朝上的缝隙应用腻子腻缝,然后按照钢梁涂装的规定,对外露的高强度螺栓和喷铝板
面进行涂装。
待至少涂了一道面漆后,才允许拆除螺栓的脚手架。
8.在每班作业后应对扳手进行复核检查。
当发现偏差超过±5%时,应复查该扳手已拧螺栓的合格率。
14.1.6施工机械及工艺装备
高栓施拧工具主要有电动扳手、数显扳手、表盘式指针扳手、套筒扳手、锤子等。
14.1.7生产效率
对于一个施拧班组(4 人),每班 10 小时,对主弦(上下弦、竖杆、斜杆)M30 高栓,每班可施拧300 套左右,对平联及横联的 M24 高栓每班可施拧 400 套左右,对于桥面板 M22 高栓每班可施拧 600 套左右。
14.1.8安全生产及环境保护
一、安全保证措施
1.配备足够的安全设施,支架、平台、脚手架必须牢固,并要有防滑设施。
2.所有高空作业人员必须经过专业技术培训及专业考试合格,做到持证上岗,并需定期进行体格检查。
3.各操作人员必须严格遵守有关安全规程,提高安全意识,消除不安全因素。
4.吊机指挥要由专人负责,信号要明确,起吊螺栓等物品时要捆绑牢固,严防起吊物坠落伤人。
5.桥上工作时要尽量避免双层作业,打冲钉时不要用力过猛,对面不准站人,防止冲钉飞出伤人。
每班要清除一次脚手架,冲钉及时回收交库。
6.运输螺栓冲钉及脚手架的平车不准溜放,必须有专人看管刹车,并注意避让运梁车辆。
7.施拧小工具扳手冲钉,螺栓等物要用工具袋装好,严禁上抛下掷,多余料具要及时清理干净,留用的要堆放在安全可靠的位置。
8.桥上使用的动力、照明线路必须保证绝缘良好,专人值班,手持电动工具电源处应加装漏电保
护器,工作灯应采用32V 安全电压,电器设备如出现故障应及时修理。
9.在架梁过程中要指派专人和气象及地震部门取得联系,若有情况及时通知施工部门采取安全措施。
风力达6 级和6 级以上时停止架梁。
10.施工现场显目位置设置安全宣传牌,危险作业的场所应悬挂危险警示标志。
二、环境保护措施:
1.严格执行国家及地方政府颁布的有关环境保护,水土保持的法规、方针、政策和法令。
2.将施工噪声控制到最低程度,施工人员休息场所尽量远离有噪声的地方。
3.施工和生活中产生的废弃物要集中处理,不得随意丢弃,避免长江环境受到污染。