1、1高强螺栓施工质量控制摘要：随着国内外桥梁建设施工发展和创新，桥梁结构形式的多样化，钢桁梁，钢箱梁在大跨度桥梁中不断地被应用，连结形式多采用高强度螺栓连结，主要阐述高强度螺栓在桥梁施工中的施工工艺，并在过程中对高栓质量管控，对于此类桥梁施工具有一定指导意义。 关键词：扭矩系数；扳手标定；班前班后；初拧；终拧 中图分类号： TB 文献标识码：A 文章编号：1672.3198（2013）03.0196.03 1 工程概况 郑焦城际铁路为四线特大型桥梁，主桥上部结构为下承式连续钢桁梁，设计为变高度曲弦桁架三主桁，该结构形式为国内第一座，也是国内三主桁桥梁中宽度最窄的桥梁。采用两孔一联的方式布置，共十
2、一联，总长 2200 米，钢钢梁单联重 7000t，总重 75000t，单联高强度螺栓数量达 20 万套，总套数 220 万套。本桥主桁杆件拼接采用 M30 高强度螺栓，铁路横联，桥面板横梁腹板和底板连接采用 M24 高强螺栓连接。 2 施工准备 2.1 高强螺栓进场检验和存储 （1）对成产厂家进场的高强螺栓进行检查，厂家提供高栓质量检验2报告和出厂合格证书。 （2）施工现场根据铁路桥涵工程质量检验评定标准 （TB10415-98）的规定对进场高栓进行复检，主要检查螺栓规格尺寸，表面缺陷以及扭矩系数等机械性能检查，并做好记录，检查不合格的产品退场处理。人工检查项目主要包括螺杆螺纹的精度，螺杆垂
3、直度；螺母的精度及支承面的垂直度；垫圈的平整度；螺杆、螺母、垫圈的各部位尺寸以及螺杆、螺母能否自由配套等。 （3）高栓进场后及时存放在高栓库中，现场施工时，领用的高栓及时放置在施工平台顶设置的临时存放库房中。高强度螺栓连接副在运输、保管过程中要注意装卸过程中不要受到损伤，并做好防止受潮和雨水侵蚀。 （4）对入库的高栓连接副按照规格型号，不同时间进场，批次的分类进行摆放，并做好标示，强螺栓存放在高强螺栓支架上，按照厂家进场包装的大小进行分层，一般不超过三层。库房内要保持通风，防雨防潮，建立台账，并按照现场实际需要做好发放登记，加强管理。 2.2 高栓施拧机具配置 一般拧紧可采用臂长 55cm 的
4、套筒扳手或开口扳手施工； M24 高强度螺栓初拧、终拧和 M30 高强度螺栓的初拧可采用1500（N?m）电动扳手； M30 高强度螺栓的初拧和终拧可采用 2000（N?m）电动扳手； 1500（N?m） 、2000（N?m）带响定扭矩扳手用于不能使用电动扳手施3拧的部分螺栓； 1500（N?m） 、2000（N?m）的表盘扳手或电显扳手，用于终拧螺栓的扭矩检查。 配备 220V 稳压器，用于电动扳手施拧时电源接头。 2.3 高强度螺栓施拧工艺性试验 扭矩系数检验时，扭矩系数控制在 0.1100.150、螺栓楔负载检验、螺母保证荷载试验、螺母硬度检验、垫圈硬度检验。 2.4 高栓施拧扭矩值计算
5、 高强度螺栓初拧值取终拧值的 50%。终拧采用扭矩法，采用电动扳手（不能用电动扳手的部位可用带响扳手）将初拧后的螺栓拧紧到终拧值。扭矩值按下式计算： M=K?N?d 式中：M扭矩值（N?m） K扭矩系数（按试验的数理统计值） N螺栓的施工预拉力（KN） （设计预拉力的 1.1 倍） d螺栓的公称直径（mm） 3 高栓施拧及检查 3.1 高强螺栓安装 （1） 在拼装现场，首先用公称直径比钢梁设计孔径小 0.2mm 的冲钉将板束准确对孔，再用部分普通螺栓将板层充分压紧。 （2） 在支架上拼装钢桁梁时，冲钉和高强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螺栓数
6、量不4得少于 6 个。钢梁悬臂或半悬臂拼装时，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。初拧、终拧后再将冲钉分批换成高强度螺栓并施拧。 （3）高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整好后进行，其穿入方向以施工方便为准，使全桥保持方向一致。组装时，螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈，垫圈有内倒角的一侧应朝向螺栓头、螺母支承面。 （4）安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持清洁，不得在雨雪或空气湿度超过 90%天气中作业。 （5）对高强度螺栓加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于一个部位，不得混用，在一个节点上不同时使用两个生产厂家生产的同一直径的
7、螺栓。 3.2 高强度螺栓施拧 （1）高强度螺栓拧紧应分为初拧、终拧，采用的扳手应进行编号，使每一个螺栓的施拧都具有可追溯性，以便进行检查。 （2）初拧前，应对安装的螺栓进行外观检查，查看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，即可用标定好初拧扭矩值的电动扳手进行初拧，初拧扭矩值为终拧扭矩值的 50%。 （3）初拧完毕，逐一敲击检查，初拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止转动，防止螺杆与螺母同时转动影响扭矩值。初拧后的高强螺栓应用油漆划线（白色）在螺母上进行直线标记，标记节点板、垫圈、螺母与螺5栓的相对位置后方可终拧。 （4）终拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止螺栓、垫圈
8、与螺母一起转动，终拧后螺栓应用另一种油漆颜色（红色）在螺杆头上进行标记。 （5）施拧顺序：无论使用电动扳手、表盘扳手或带响扳手，均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，从节点刚度大的部分向不受约束的边缘进行，否则影响螺栓群的合格率。 （6）针对钢梁不同部位所需的螺栓规格型号，按照不同扭矩系数使用不同扭矩值得扳手进行施拧，对高强度螺栓应用加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于同一部位，不要混用。 （7）施工所用扭矩扳手班前必须进行标定，其扭矩值与理论误差不大于3%，合格后方可使用。校正使用过的扭矩扳手，其扭矩值与理论误差不得大于5%。误差超标不允许使用，必须经标定合格后方可使用。（8）根据每天
9、所需施拧高栓量，对制定的部位按照扭矩系数的不同抽检 7 套螺栓进行扭矩扳手标定试验，保证上、下班时用桥上的高强度螺栓标定电动扳手，复验扭矩系数，准确校核扭矩系数、终拧扭矩和紧扣扭矩比值等。 （9）高栓拧紧时只准在螺母上施加扭矩。高强螺栓的初拧、终拧必须在同一天完成。 （10）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，应复查该扳手施拧过螺栓的合格率。 （11）不得使用生锈、螺纹损坏、表面潮湿或有灰尘、砂土和表面6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。 （12）温度与湿
10、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。 3.3 高强度螺栓施拧的质量检查 （1）高强度螺栓施拧质量检查按铁路桥涵工程质量检验评定标准（TB10415-2003）的规定进行。 （2）高强度螺栓施拧质量检查设专职人员进行检查，当天施拧好的螺栓当天检查完毕。检查一般在节点螺栓全部终拧 4h 以后进行，并且宜在 24h 以内检查完毕。 （3）初拧检查：初拧检查采用小锤敲击法，用手指紧按螺母的一个边，按的位置尽量靠近螺母垫圈处，然后采用 0.3kg 重的小锤敲击螺母相对应的另一边，如
11、手指感到轻微的颤动既为合格，颤动较大既为欠拧或漏拧。同时用 0.3mm 塞尺插入杆缝，插入深度小于 20mm 者为合格。初拧合格后，用白油漆在合格的螺栓上顺螺杆穿入方向将节点板、螺杆、螺帽及垫圈标记成一条直线，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（检查判定方法：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；螺母、垫圈的划线未错动者为垫圈随螺母转动） 。 （4）终拧检查：对终拧完成的螺栓进行肉眼只管检查，观察终拧后7的高强度螺栓连接副，检查初拧后用白色油漆标记的螺栓与螺母直线是否发生错动，如果错动，极为已经完成终拧，如还是一条直线，则为漏拧。
12、（5）终拧采用紧扣法检查。随即抽检需要检查螺栓，油漆笔或铅笔在螺母与垫圈交接部位做好标记，用检查扭矩扳手拧紧螺母，慢慢转动扳手，观察标记线相对位置，如螺母与螺栓刚发生微小相对转动时测得的扭矩值，应在 0.91.1N?m 紧扣检查扭矩范围内。紧扣检查扭矩由试验确定，并在测定紧扣间检查扭矩值时，应确认高强度螺栓的预拉力的误差在设计预拉力的2%范围内。 （6）螺栓的终拧检查数目：对主要承重节点，如主桁及纵横梁连接处，为每一面的栓群高强螺栓连接副总数的 10%，但不少于 3 套，其余按照 10%但每个节点不少于 2 套进行终拧检查。每个栓群或节点检查的螺栓，不合格数量不超过抽查总数的 20%。对于检查
13、欠拧的螺栓对抽检频数进行增加，检查合格数不小于 80%，对超拧的螺栓直接进行螺栓更换，对抽检的螺栓打上绿色油漆标记，作好检查记录。 （7）高强度螺栓在终拧以后，螺栓丝扣外露应为 2 至 4 扣。 （8）终拧检查合格的螺栓群，做出规定的标记，并及时对螺栓、螺母、垫圈的外露部分涂上油漆（雨天和严寒天气除外） ，朝上的板层缝隙应用腻子腻缝，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。 3.4 施拧扳手的标定 （1）施拧扳手的标定次数每班的班前和班后各一次。标定误差为上8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
14、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，欠拧的进行重新施拧，超拧的进行螺栓更换。 （2）紧扣法检查用扳手每班使用前必须标定，其扭矩误差不得大于所使用扭矩的3%。 （3）高强度螺栓施拧用的电动扳手采用扭矩系数试验仪标定，紧扣法检查扭矩扳手采用扭矩系数试验仪或挂重法标定。 （4）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，用当天桥上施拧的高强度螺栓扭矩系数相同，抽检 7 套进行标定，取其扭矩平均值。 （5）电动扳手、检查扳手均需编号，建立履历表，详细登记。施拧工班应在上班前领取，下班后交回，
15、统一由实验人员管理，不得自行保管。 （6）电动扳手的正常使用期限规定为连续使用 4 小时或施拧螺栓不超过 600 套，超过 4 小时或 600 套螺栓后应重新标定。 （7）对定扭矩带响扳手和显示扭矩的表盘扳手、应编号使用。对每台电动扳手和控制器，应固定配套编号，不得混杂，使用过程中不得随意调节控制器的旋钮，并指定专人使用。 （8）施拧扳手要定专人进行维修与保养，电动扳手应于控制箱配套使用，并应独立供电及配置稳压电源，与其他大型机具的电源分开，避免启动电压波动影响电动扳手的输出扭矩。 93.5 电动扳手使用注意事项 （1）连接电源前应先查看电源电压是否与电扳铭牌相符，是否有接地装置，为保证电扳的
16、控制精度，每台电扳必须配备专用的稳压器。 （2）电扳使用的环境温度为-1040，当环境温度超过这一范围时，不得使用电动扳手。若确需使用时，应在相同温度条件下标定，并对该扳手所施拧的螺栓全部进行扭矩检查。 （3）电动扳手工作前应开机空转 35 分钟。操作过程中如发现电机火花大?声音异常?扭矩不稳定等，应立即停机检查，切勿带病工作。 （4）变换旋转方向时必须待电机停止转动后进行，严禁在电动扳手运转过程中拨动正反转开关。 （5）当扳手自动停止后应立即松开开关（如不及时断开开关，5 秒钟后扳手会自行启动，将造成被拧螺栓超拧） 。若需再次启动扳手，需等待 45 秒，否则扳手不能启动。 （6）电动扳手自动
17、停止后，若不能顺利的取下扳手，可拨动正反转开关，点动电源开关扳手即可取下。 （7）主机上的电源开关?碳刷，控制仪上的保险丝等均属易损件，且易引起故障，应经常检查，及时更换。 （8）根据螺帽大小选择匹配的套筒，并妥善安装。 （9）在送电前确认电动扳手上开关断开状态，否则插头插入电源插座时电动扳手将出其不意地立刻转动，从而可能招致人员伤害危险。 （10）检查电动扳手机身安装螺钉紧固情况，若发现螺钉松了，应立即重新扭紧，否则会导致电动扳手故障。 10（11）使用时发现电动机碳火花异常时，应立即停止工作，进行检查处理，排除故障。此外碳刷必须保持清洁干净。 4 质量保证措施 （1）建立各级技术人员的岗位
18、责任制，做到分工明确，责任到人，严格遵守基建施工程序，坚决执行施工规范。 （2）高强度螺栓施拧人员上岗前必须进行技术交底和技能培训，逐级进行书面及口头技术交底，确保操作人员熟练掌握高强度螺栓施拧作业的操作要点及质量标准。 （3）电动扳手所接电源电压要求稳定，施拧一台电动扳手必须接一台稳压器。 （4）抓好技术资料管理，施工过程要做好详细记录，认真填写工程日志、施工记录。 （5）主动做好施工中的协作配合工作，加强施工过程与监理单位的沟通和协调，接受监理及当地质量监督部门的检查和监督，共同把好质量关。在施工全过程中，教育所有人员尊重和服从监理工程师和质量检查人员。 （6）雨天或螺栓表面雾气未干不得施拧。 （7）夏季高栓施拧工作应避开中午高温时间。
