城市橋梁管理論文淺析大橋高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量控制

　　本篇文章是由《低溫建筑技術(shù)》發(fā)表一篇論文，1979年創(chuàng)刊，由中國建筑學(xué)會建筑施工學(xué)術(shù)委員會冬季施工專業(yè)委員會、黑龍江省土木建筑學(xué)會、黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院主辦。

　　摘要:隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國內(nèi)大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁采用越來越多，橋梁鋼結(jié)構(gòu)桿件通過廠內(nèi)加工焊接制作完成，再運(yùn)輸至工地通過栓焊結(jié)合的方式將各桿件連接起來形成整體。本文重點(diǎn)介紹壩陵河大橋鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓施工中廠內(nèi)制孔、螺栓連接材料、抗滑移系數(shù)及螺栓選擇等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的關(guān)鍵控制技術(shù)，以期能為以后大型鋼橋高強(qiáng)度螺栓施工借鑒。

　　關(guān)鍵詞：壩陵河大橋;高強(qiáng)度螺栓;質(zhì)量控制

　　1 工程概況

　　壩陵河特大橋位于貴州省關(guān)嶺縣，主橋?yàn)?088米，屬當(dāng)時“國內(nèi)第一，世界第六”的大跨徑山區(qū)公路鋼桁梁懸索橋，橋梁全長2237米，本橋鋼桁加勁梁包括鋼桁架和正交異性鋼橋面板兩部分。鋼桁架采用整體節(jié)點(diǎn)新技術(shù)，由主桁架、主橫桁架、上下平聯(lián)組成。主桁架采用華倫式，桁高10米，桁寬28m,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間長度10.8米。工地上桿件之間連接、橋面板的U肋、縱梁、橫隔梁之間的連接采用高強(qiáng)度大六角頭螺栓來實(shí)現(xiàn)。全橋使用各類鋼材約6.5萬噸， 80萬副高強(qiáng)螺栓。

　　2 廠內(nèi)制孔質(zhì)量控制

　　為了保證孔與孔之間、孔群與孔群之間的精度，采用整體覆蓋式模板鉆孔。模板采用Q345C鋼，鉆孔套采用T8A鋼。經(jīng)熱處理，鉆孔套的硬度為HRc58~62。桿件鉆孔采用搖臂鉆床，拼接板鉆孔采用數(shù)控鉆床。

　　壩陵河大橋鋼結(jié)構(gòu)使用高強(qiáng)度螺栓孔徑有三種：M22螺栓，孔徑Φ24;M24螺栓，孔徑Φ26;M27螺栓，孔徑Φ30。

　　螺栓孔徑允許偏差為孔徑加0.7mm，孔壁表面粗糙度Ra不得大于25μm，孔緣無損傷不平，無刺屑。

　　3 螺栓連接材料質(zhì)量控制

　　壩陵河大橋高強(qiáng)度螺栓連接面采用噴砂處理，清潔度Sa3級，粗糙度Rz70～100μm ,涂料采用沈陽顏豐涂料有限公司生產(chǎn)的HES-2無機(jī)硅酸鋅防銹防滑漆1道，干膜厚度80~160μm。

　　無機(jī)富鋅防銹防滑涂料由硅酸鉀水溶液(或水解硅酸乙酯溶液)、鋅粉、鋁粉、金剛砂等組成。鋅粉應(yīng)滿足：總鋅含量大于98%，金屬鋅含量大于94%，細(xì)度不低于325目。無機(jī)富鋅防銹防滑涂料屬自固型涂料,為雙組分，甲組分(干粉)：乙組分(基料)=4：1(重量比)。配比要求十分嚴(yán)格，施工時一定要嚴(yán)格遵照說明書的要求進(jìn)行配比。

　　高強(qiáng)度大六角頭螺栓是由安徽蕪湖鑄造廠提供的，性能等級為10.9S。螺栓的材質(zhì)按設(shè)計(jì)要求，≤M24以下是20MnTiB,M27是35VB，螺母和墊圈的材質(zhì)均為15MnVB。高強(qiáng)度螺栓、螺母、墊圈、連接副分別符合GB/T1228～1231的規(guī)定。

　　4 抗滑移系數(shù)控制

　　抗滑移系數(shù)：高強(qiáng)度螺栓連接中，使連接件摩擦面產(chǎn)生滑動瞬間的外力與垂直施加于摩擦面間的高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力之和的比值。

　　N-滑移載荷，KN;

　　n-摩擦面數(shù)量，n=2;

　　∑Pi-試件滑移一側(cè)高栓預(yù)拉力, KN。

　　栓焊梁抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)以2000噸為一批，不足2000噸視為一批，每批在出廠時和架設(shè)時各檢驗(yàn)一套三組試件(二塊芯板、二塊蓋板為一組)。試件出廠時抗滑移系數(shù)最小值不小于0.55，安裝時不小于0.45。

　　試驗(yàn)方法和試件尺寸，采用標(biāo)準(zhǔn)TB2137-90《鐵路鋼橋栓接板面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)方法》和GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。

　　壩陵河大橋共做11套抗滑移系數(shù)試驗(yàn)，其中最小數(shù)值為0.550，最大數(shù)值為0.756。

　　壩陵河大橋施工過程中，做了HFS-2無機(jī)硅酸鋅防滑防銹漆抗滑移系數(shù)隨時間衰減的科學(xué)試驗(yàn)。M24和M27高強(qiáng)度螺栓各做抗滑移系數(shù)試板10套，每月做一套。試驗(yàn)結(jié)果表明，HFS-2無機(jī)硅酸鋅防滑防銹漆抗滑移系數(shù)隨時間衰減的現(xiàn)象并不十分明顯。同施工等同條件存放10個月，M24高栓抗滑移系數(shù)由0.66降至0.52,M27高栓抗滑移系數(shù)由0.64降至0.49，滿足架設(shè)時抗滑移系數(shù)不小于0.45的要求。

　　5 螺栓使用長度控制

　　壩陵河大橋使用高強(qiáng)度螺栓，其使用嚴(yán)格按照下列控制標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：

　　L=L′+△L

　　L--螺栓的使用長度(mm);

　　L′-連接板束的厚度(mm);

　　△L-附加長度(mm);

　　△L=m+2s+ip

　　m-高強(qiáng)度螺母公稱厚度(mm);

　　s-墊圈厚度;

　　i-螺紋扣數(shù)，取2～3;

　　p-螺紋的螺距(mm)。

　　當(dāng)L≤100mm時，按螺栓長度以5mm為一個規(guī)格的規(guī)定，將其個位數(shù)按2舍3入、7舍8入的原則，計(jì)算出使用長度;當(dāng)L>100mm時，可按螺栓長度以10mm為一個規(guī)格的規(guī)定將其個位數(shù)按4舍5入的原則，計(jì)算出使用長度。

　　當(dāng)然，高強(qiáng)度螺栓的附加長度也可以通過規(guī)范查表取值，但經(jīng)對比，查表得到的數(shù)據(jù)仍然要進(jìn)行2舍3入、7舍8入或4舍5入，得到最終的使用長度。

　　6 結(jié)束語

　　壩陵河大橋使用的高強(qiáng)度螺栓通過廠內(nèi)制孔、螺栓連接材料、抗滑移系數(shù)及螺栓使用長度等幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，同時在現(xiàn)場施工與驗(yàn)收中嚴(yán)格按照國家規(guī)范TBJ214-92《鐵路鋼橋高強(qiáng)度螺栓連接施工規(guī)定》和GJ82-91《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》等規(guī)定實(shí)施，使得大橋高強(qiáng)度螺栓施工質(zhì)量優(yōu)良，一次抽檢合格率95%以上，二次抽檢合格100%，為大橋鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提供了有力保障。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1] TB10212-2009《鐵路鋼橋制造規(guī)范》

　　[2]TBJ214-92《鐵路鋼橋高強(qiáng)度螺栓連接施工規(guī)定》