吳先友

貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550001

高強(qiáng)度螺栓在鋼結(jié)構(gòu)鐵路中已廣泛應(yīng)用，取代了部分鉚釘。它具有受力性能好、耐疲勞、抗震性能好， 連接剛度高，旌工簡(jiǎn)單，但其技術(shù)條件也很嚴(yán)格，受環(huán)境溫度、濕度及儀器設(shè)備、生產(chǎn)工藝等技術(shù)條件因素影響。目前我國(guó)在公路橋梁施工中雖然也使用不少，但仍然存在著很多問(wèn)題沒有引起足夠的重視，規(guī)范中的規(guī)定從理解程度上仍存在著一些問(wèn)題，現(xiàn)對(duì)在施工遇到的一些問(wèn)題作簡(jiǎn)要分析論述。

1 高強(qiáng)度大六角頭螺栓扭矩系數(shù)的確定

在扭矩法施擰中影響高強(qiáng)度大六角頭螺栓擰緊預(yù)拉力的主要因素是高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)和施擰扭矩，為此在施擰前必須測(cè)定高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副的扭矩系數(shù)，確認(rèn)其是否符合要求，并以此扭矩系數(shù)平均值來(lái)確定終擰扭矩和檢查扭矩。根據(jù)公式理解，其扭矩系數(shù)應(yīng)是一定值或扭矩與軸力成正比關(guān)系，但高強(qiáng)度螺栓在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，在《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》GB/T12312006規(guī)定的預(yù)拉力范圍內(nèi)，高強(qiáng)度螺栓扭矩系數(shù)并不是一定值，在該范圍內(nèi)，預(yù)拉力與扭矩也不成正比關(guān)系，而且沒有規(guī)律，隨預(yù)拉力的增加扭矩系數(shù)時(shí)大時(shí)小。針對(duì)高強(qiáng)螺栓在應(yīng)用過(guò)程中一些注意事項(xiàng)以及影響高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)的因素及影響程度，本著科學(xué)的態(tài)度，我們對(duì)同批、同規(guī)格的螺栓，在不同的試驗(yàn)室、不同的環(huán)境、不同預(yù)拉力進(jìn)行了扭矩系數(shù)比較。

《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》GB/T1231-2006；《公路橋涵旅工技術(shù)規(guī)范》JTJO4卜2000：《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》JGJ8291；《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001；規(guī)定高強(qiáng)度大六角頭螺栓在施工前應(yīng)按出廠批號(hào)復(fù)驗(yàn)扭矩系數(shù)，每批號(hào)抽驗(yàn)不少于8套，其平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)平均值應(yīng)在0.11～0.15范圍內(nèi)，其校準(zhǔn)偏差應(yīng)小于或等于0.01，復(fù)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為施擰的主要參數(shù)。大六角頭螺栓的施工扭矩可由下式計(jì)算確定：

Tc=k· Pc·d

式中： TC一終擰扭矩（N.m）;

K一扭矩系數(shù)平均值;

Pc一施工預(yù)拉力（kN）;

d一螺栓螺桿直徑（mm）;

2 高強(qiáng)度螺栓設(shè)計(jì)軸力的確定

對(duì)抗滑型高強(qiáng)度螺栓接頭，在板面抗滑移系數(shù)確定的情況下。螺栓軸力越大，抗滑力就越大，傳遞荷載能力就越強(qiáng)。然而螺栓有一定的強(qiáng)度。若軸力超過(guò)其所能承受的破壞荷載，就會(huì)斷裂。只有在可靠度理論分析基礎(chǔ)，確定的螺栓有效擰緊軸力才是經(jīng)濟(jì)合理的。

2.1 高強(qiáng)度螺栓(簡(jiǎn)稱螺栓)強(qiáng)度

根據(jù)工廠復(fù)驗(yàn)和實(shí)地試驗(yàn)及出廠質(zhì)量保證書的螺栓拉斷強(qiáng)度資料，統(tǒng)計(jì)分析了螺栓破斷強(qiáng)度F。結(jié)果10.9級(jí)螺栓的材料屈服強(qiáng)度取為0.9倍的抗拉強(qiáng)度。螺栓在擰緊的過(guò)程中，螺栓力與拉應(yīng)力復(fù)合成主應(yīng)力.一般采用軸向應(yīng)力乘以復(fù)臺(tái)應(yīng)力系數(shù)η表示。

螺栓材料所允許的軸向拉力NF=0.9F·η，根據(jù)隨機(jī)變量F和η分布，通過(guò)蒙特卡羅法隨機(jī)模擬得到NF的分布。隨機(jī)變量NF即為螺栓軸力的上限值.在可靠度分析中作為抗力項(xiàng)。

2.2 螺栓設(shè)計(jì)有效軸力的確定

螺栓設(shè)計(jì)軸力的確定，主要是保證螺栓擰緊過(guò)程中。在復(fù)合應(yīng)力影響下不至于使主應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)為前提.盡量選擇大的軸力，以充分發(fā)揮螺栓連接作用以NF=0.9F/η， 作為抗力項(xiàng)再考慮超擰10n后作為效應(yīng)項(xiàng)N=X·NH，求算螺栓擰緊過(guò)程中螺拴強(qiáng)度的可靠度，以此來(lái)確定螺栓的設(shè)計(jì)有效軸。

3 高強(qiáng)螺栓連接施擰技術(shù)管理審經(jīng)常遇到幾個(gè)問(wèn)題：

3.1 高強(qiáng)螺栓副施擰中螺栓欠擰和超擰

在GB1228-1231-84標(biāo)準(zhǔn)中當(dāng)高強(qiáng)螺栓連接終擰后其予拉力小于（標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定最小值時(shí)為欠擰，當(dāng)予拉力大于表審最大者為超擰。如10.9S級(jí)高強(qiáng)螺栓規(guī)格為M22者當(dāng)螺栓予拉力小于18t為欠擰，而大于22t為超擰。

3.2 10.9s級(jí)保扭矩系數(shù)高強(qiáng)螺栓初擰和終擰后能否標(biāo)下重復(fù)使用

一般不允許重復(fù)使用由于螺紋磨擦和變形扭矩系數(shù)K發(fā)生變化， 軸力也變化一般不允許重復(fù)使用。

3.3 高強(qiáng)螺栓如何向廠家定貨

虛按設(shè)計(jì)圖紙所需規(guī)格數(shù)量定貨，應(yīng)注明高強(qiáng)螺栓強(qiáng)度等級(jí)（8.8級(jí)或10.9S級(jí)），高強(qiáng)螵栓副材質(zhì)及引用標(biāo)準(zhǔn)。如定貨10.9s級(jí)高強(qiáng)螺栓副為保扭矩系數(shù)高強(qiáng)螺栓須在定貨表中注明。

3.4 如訂貨時(shí)購(gòu)買10.9S級(jí)高強(qiáng)螺栓用戶方未提出保扭矩系數(shù)要求而工地復(fù)驗(yàn)高強(qiáng)，螺栓副扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差超差過(guò)大對(duì)廠方有何責(zé)任

由于定貨高強(qiáng)螺栓是不保扭矩系數(shù)， 因此無(wú)法向廣方追查責(zé)任。

3.5 不保扭矩系數(shù)高強(qiáng)螺栓廠方應(yīng)負(fù)責(zé)任

工地對(duì)高強(qiáng)螺栓復(fù)驗(yàn)螺栓楔負(fù)載，螺母保載， 墊圈和螺母硬度檢驗(yàn)應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。螺栓副幾何尺寸應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.6 對(duì)10.9s級(jí)保扭矩系數(shù)高強(qiáng)螺栓廠方出廠時(shí)已給出扭矩系數(shù)K和扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差σn-1值為什么工地還要進(jìn)行復(fù)驗(yàn)K和σn-1值

由于高強(qiáng)螺栓出廠到工地后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)輸搬運(yùn)保管汽油條件變化而對(duì)和σn-1，值影響較大，故在工地施擰高強(qiáng)螺栓前必須對(duì)夏和σn-1值復(fù)驗(yàn)。

3.7 幾種高強(qiáng)螺栓連接施擰的方法以及所適用的條件

高強(qiáng)螺栓連接施擰有扭矩控制法和轉(zhuǎn)角法。當(dāng)工地復(fù)驗(yàn)高強(qiáng)螺栓系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差在允許范圍之內(nèi)可用扭矩探制法施擰高強(qiáng)螺栓方法簡(jiǎn)便易掌握。但當(dāng)復(fù)驗(yàn)高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)離散過(guò)大用扭矩探制法施擰則螺栓予拉力過(guò)于分散也易造成欠擰或超擰在這種情況下用扭角法L或稱轉(zhuǎn)角法）施擰較為合適。扭角法采用二次線性回歸方程式計(jì)算轉(zhuǎn)角。但一般不易掌握。銅街子工程鋼梁高強(qiáng)螺栓施擰是用螺栓探制法施擰。

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