滬通長江大橋高強(qiáng)螺栓質(zhì)量控制
一、工程概況
主航道橋采用斜拉橋方案,主跨1 092 m,采用鋼桁梁結(jié)構(gòu),上層通行公路,下層通行鐵路,桁高16 m,節(jié)間長14 m,橫向為三主桁結(jié)構(gòu),桁寬35 m,見圖1。
鐵路橋面采用鋼箱結(jié)構(gòu),公路橋面采用鋼正交異性板結(jié)構(gòu)。鋼桁梁在工廠采用全焊接方式制造成兩節(jié)間一段,運(yùn)至橋位吊裝栓接。
天生港專用航道橋跨度布置為(140+336+140)m,全長616 m。采用剛性梁柔性拱方案,主梁采用鋼桁梁結(jié)構(gòu),主桁及拱肋均為三片式,桁高15.7 m,桁寬34.5 m,節(jié)間長14 m,見圖2。主桁采用栓焊結(jié)合的整體節(jié)點結(jié)構(gòu)。公路和鐵路橋面均采用鋼正交異性板結(jié)構(gòu),上置拱肋為箱形截面,矢高60 m,吊桿采用平行鋼絲拉索。
112 m簡支鋼桁梁橋為帶豎桿的華倫式桁架,三片主桁結(jié)構(gòu),主桁中心間距2×14.5 m,節(jié)點間距11 m,桁高16 m,見圖3。上層公路橋面由縱橫梁及混凝土橋面板組成,下層鐵路橋面由橫梁和混凝土槽型梁組成。僅鐵路端橫梁與端下弦桿采用焊接連接,其余桿件之間均采用高強(qiáng)度螺栓連接副連接[1] 。
二、高強(qiáng)螺栓檢驗
(一)高強(qiáng)螺栓母材化學(xué)成分和力學(xué)性能檢驗
為了加強(qiáng)高強(qiáng)螺栓質(zhì)量控制,從源頭上保證高強(qiáng)螺栓質(zhì)量,建設(shè)單位分別委托第三方中鋼集團(tuán)鄭州金屬制品研究院有限公司材料實驗室國家金屬制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和武漢華中科大土木工程檢測中心對母材化學(xué)成分和抗拉強(qiáng)度、延長率、沖擊功等5項力學(xué)性能進(jìn)行檢測,母材合格后的高強(qiáng)螺栓才容許使用[2]。
主航道橋每5萬套高強(qiáng)度螺栓復(fù)驗1次,專用航道橋、112 m簡支梁橋每20萬套高強(qiáng)度螺栓復(fù)驗1次。截止2016年底,委托第三方專業(yè)實驗室檢測10次,高強(qiáng)螺栓母材化學(xué)成分和力學(xué)性能全部合格,見表1和表2。
(二)高強(qiáng)度螺栓進(jìn)場驗收
三、高強(qiáng)螺栓施擰工藝和設(shè)備
(一)高強(qiáng)螺栓施擰工藝
施工單位編制合理的高強(qiáng)螺栓施擰工藝,經(jīng)監(jiān)理單位審查,建設(shè)單位組織召開專家評審會,邀請行業(yè)內(nèi)相關(guān)專家,對高強(qiáng)螺栓施擰工藝進(jìn)行評審。施工單位按照專家意見修改完善,經(jīng)過建設(shè)單位批復(fù)后,按照工藝組織施工。滬通長江大橋高強(qiáng)螺栓施擰采用扭矩法擰緊工藝,檢查、驗收采用“松扣、回扣法”[4] 。
A、抗滑移系數(shù)試驗
桿件拼裝前必須進(jìn)行高強(qiáng)螺栓拼接摩擦面抗滑移系數(shù)試驗,試驗方法符合《鐵路鋼橋栓接板面抗滑移系數(shù)試驗方法》(TB/T 2l37—1990)的規(guī)定。按照規(guī)范和設(shè)計規(guī)定,桿件出廠時栓接表面抗滑移系數(shù)試驗值不小于0.55,安裝時抗滑移系數(shù)最小值不小于0.45。如不符合要求,要及時查明原因,采取相應(yīng)措施,重新試驗,符合要求后方容許正式拼裝。
B、工地扭矩系數(shù)復(fù)驗
每班施工前,對當(dāng)班所需要施擰的高強(qiáng)螺栓按批進(jìn)行工地扭矩系數(shù)復(fù)驗,以試驗平均值作為當(dāng)班該批螺栓的扭矩系數(shù)來計算終擰扭矩。試驗在軸力計上進(jìn)行,每批8套。
C、施擰設(shè)備
高強(qiáng)螺栓施擰采用電動扳手,對于電動扳手無法施擰的螺栓采用扭力扳手施擰,電動扳手和扭力扳手每班使用前必須經(jīng)檢測合格后方可使用,每班使用后要再次進(jìn)行扳手標(biāo)定。
檢查扳手采用表盤扳手,使用前必須經(jīng)檢測合格后方可使用。按照建設(shè)單位標(biāo)準(zhǔn)化管理要求,橋下搭設(shè)工地高強(qiáng)螺栓實驗室和材料庫,工地高強(qiáng)螺栓實驗室能夠進(jìn)行高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)檢測和扭矩扳手、檢查扳手標(biāo)定。加強(qiáng)扭力扳手和檢查扳手的統(tǒng)一保管、專人使用,建立扳手標(biāo)定和領(lǐng)用登記制度[5] 。
四、高強(qiáng)螺栓施擰過程控制
鋼結(jié)構(gòu)桿件出廠前需要經(jīng)過駐場監(jiān)造、駐場監(jiān)理和第三方檢測單位分別檢查合格,試拼裝合格,每個螺栓孔通孔合格,摩擦面合格后方可裝船運(yùn)至橋梁現(xiàn)場,進(jìn)行吊裝架設(shè),保證鋼梁架設(shè)質(zhì)量。
(二)初擰
滬通長江大橋鋼梁架設(shè)采用支架拼裝和懸臂拼裝2種方式。采用支架拼裝時沖釘和高強(qiáng)螺栓數(shù)量不得小于孔眼總數(shù)的1/3,其中沖釘占2/3;懸臂拼裝時沖釘用量按受力計算,并不得少于孔眼總數(shù)的l/2,其余孔眼布置高強(qiáng)螺栓,沖釘和高強(qiáng)螺栓應(yīng)均勻安裝。
初擰從節(jié)點中剛度大的部分向不受約束的邊緣進(jìn)行,對大節(jié)點則應(yīng)從連接板中心呈螺旋狀向四周逐個施擰。初擰扭矩取終擰扭矩值的50% ,初擰結(jié)束后對每個螺栓用敲擊法進(jìn)行檢查,用白色油漆做好初擰標(biāo)記線[6] 。
(三)終擰
初擰結(jié)束經(jīng)監(jiān)理檢查同意后,逐個終擰螺栓至終擰值,終擰扭矩值按下式計算。T =K ·P ·d (1)

溫度和濕度對扭矩系數(shù)和高強(qiáng)螺栓施擰質(zhì)量影響很大,雨天、大霧天氣和夏季烈日下不得進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施擰。雨天過后,摩擦面和螺栓孔干燥后方可進(jìn)行高強(qiáng)螺栓施擰[7] 。
五、高強(qiáng)螺栓終擰檢查
高強(qiáng)螺栓終擰扭矩檢查應(yīng)在終擰4 h后,24 h以內(nèi)進(jìn)行。高強(qiáng)螺栓在終擰結(jié)束后,對已施擰的高強(qiáng)螺栓用檢查扳手,采用“松扣、回扣法”全部進(jìn)行檢查。

檢查扭矩Tch 的計算公式 為Tch= K·P·d (2)
扭矩在0.9T ~1.05T 范圍內(nèi)為合格。施工單位自檢全部檢查,監(jiān)理單位每個栓群或節(jié)點板見證檢查10% ,抽查見證中的1% ,經(jīng)過自檢和監(jiān)理單位檢查,高強(qiáng)螺栓施擰全部合格(見表5)。
六、結(jié)語
高強(qiáng)螺栓母材質(zhì)量是保證高強(qiáng)螺栓施工質(zhì)量的前提,高強(qiáng)螺栓進(jìn)場驗收和鋼梁桿件出廠預(yù)拼驗收是保證高強(qiáng)螺栓施工質(zhì)量的重點。要把不合格的高強(qiáng)螺栓拒之大橋之外,要保證進(jìn)場的鋼梁桿件全部匹配合格?,F(xiàn)場鋼梁架設(shè)和高強(qiáng)螺栓施擰標(biāo)準(zhǔn)化管理是保證高強(qiáng)螺栓施工質(zhì)量的關(guān)鍵,要編制合理的高強(qiáng)螺栓施工工藝,及時組織培訓(xùn)教育,加強(qiáng)高強(qiáng)螺栓施擰過程控制。嚴(yán)格的質(zhì)量驗收是保證高強(qiáng)螺栓施工質(zhì)量的保障,要落實檢查驗收責(zé)任制,加強(qiáng)監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)督,層層把關(guān),最后才能保證滬通長江大橋高強(qiáng)螺栓的施工質(zhì)量。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]中華人民共和國鐵道部.TB 10002.2—20O5 鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國鐵道出版社,2005.
[2]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 1228-2006 鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.
[3]中華人民共和國鐵道部.TB 10212-2009 鐵路鋼橋制造規(guī)范[s].北京:中國鐵道出版社,2009.
[4]吳興紅.南京大勝關(guān)大橋高強(qiáng)螺栓試驗概述[J].鐵道建筑,2010(3):1—3.
[5]沈家驊.我國電動扳手與鋼結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)度螺栓施擰技術(shù)的發(fā)展[J].鐵道建筑,2016(7):6-8.
[6]張志偉,文世軍,高琳琳.栓焊結(jié)合鋼橋高強(qiáng)度螺栓施工質(zhì)量控制[J].橋梁建設(shè),2012,42(增1):86—89.
[7]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 1229-2006 鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺母[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.
[8]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 1231—20O6 鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件[s].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.
掃碼關(guān)注


