高强度螺栓施拧专家会汇报材料-1.doc
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1、重 庆 朝 天 门 长 江 大 桥 工 程高强度螺栓施拧工艺专家会汇报材料中港二航局朝天门长江大桥工程项目部二六年六月一、概述3二.高强螺栓的技术要求41、高强度大六角头螺栓的技术要求42、高强度大六角头螺母的技术要求43、高强度垫圈的技术要求44、对高强螺栓连接副的技术条件4三、高强度螺栓管理流程:7四、高强度螺栓的验收和检验81、高强度螺栓验收的要求82、产品的检验规则93试验方法9五、高强度螺栓施拧工艺试验101、高强度螺栓工艺试验:102、预拉力损失试:103、松扣、紧扣检查扭矩试验:104、施拧工具标定:115、板面抗滑移系数试验:12六、高强度螺栓储存管理12七、高强度螺栓施拧准备
2、13八、施拧扳手标定及管理131、施拧扳手的管理流程132、施拧扳手的标定方法143、电动扳手操作规程154、扳手的管理16九、冲钉施工16十、高强度螺栓施拧17十一、施拧质量检查18一、概述重庆朝天门长江大桥主桥为190+552+190米三跨连续钢桁系杆拱桥,钢梁全长934.1米,主桥全宽36.5米,桁宽29米,上层桥面为 双向六车道和两侧人行道,下层为双线城市轨道交通并预留双向两车道。除主墩墩顶处节点为整体式节点外,其余均为拼装式节点高强度螺栓摩擦连接,全桥高栓规格为M22、M24、M30,高强度螺栓数量为182.7万套。高强度螺栓主要参数如下:规格项目M22M24M30螺杆材质20MnT
3、iB20MnTiB35VB螺母材质45钢45钢45钢垫圈材质45钢45钢45钢性能等级10.9s10.9s10.9s设计预拉力200KN240KN360KN施工预拉力 待定待定待定扭矩系数平均值0.1200.1400.1200.1400.1200.140执行标准GB/T1228123191及订货协议GB/T1228123191及订货协议GB/T1228123191及订货协议生产厂家有特大桥供货经历产品质量稳定企业有特大桥供货经历产品质量稳定企业有特大桥供货经历产品质量稳定企业重庆地区属亚热带湿润气候,具冬暖春早、雨量充沛、夜雨多、空气湿度大、云雾多、日照偏少等特点。1)气 象根据重庆市气象局1
4、951年1992年间的气象观测资料,调查区内的气象特征具有空气湿润,春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点,年无霜期349天左右。2)气 温多年平均气温18.3,月平均最高气温是8月为28.5,月平均最低气温在1月为7.3,极端最高气温42.2,极端最低气温-1.8。3)降水量多年平均降水量1082.6mm左右,降雨多集中在59月,日最大降雨量192.9mm,日降雨量大于25mm以上的大暴雨日数占全年降雨日数的62%左右,小时最大降雨量可达62.1mm。4)湿 度多年平均相对湿度79%左右,绝对湿度17.7 mb左右,最热月份相对湿度70%左右,最冷月份相对湿度81%左右。5)风全年主导风向为北,
5、频率13%左右,夏季主导风向为北西,频率10%左右,年平均风速为1.3m/s左右,最大风速为26.7m/s。根据重庆地区特殊的气候条件,制定此方案。二、高强螺栓的技术要求1、高强度大六角头螺栓的技术要求高强度大六角头螺栓的型式尺寸、技术条件、及标志符合“GB/T1228-91 钢结构用高强大六角头螺栓”的规定。2、高强度大六角头螺母的技术要求高强度大六角头螺母的型式尺寸、技术条件、及标志符合“GB/T1229-91 钢结构用高强大六角头螺母”的规定。3、高强度垫圈的技术要求高强度垫圈的型式尺寸、技术条件、及标志符合“GB/T1230-91 钢结构用高强垫圈”的规定。4、对高强螺栓连接副的技术条
6、件(1)高强螺栓连接副的技术条件执行GB/T1231-91的有关规定。(2)性能等级及材料及使用配合:a.螺栓、螺母、垫圈的性能等级和材料按照表1的规定。表1类别性能推荐材料标准编号使用规格螺栓10.9S20MnTiBGB3077M 22、M 2435VBM30螺母10H45GB699垫圈HRC354545GB699b.螺栓、螺母、垫圈的使用配合按表2规定表2螺栓螺母垫圈10.9S10HHRC3545(3)机械性能螺栓机械性能,在热处理方面要控制好淬火温度,保证其良好的淬透性,更要控制好回火温度,要避开回火脆性区。a.螺栓机械性能()试件机械性能生产厂家必须将制造螺栓的材料制成试件,进行拉力试
7、验,其结果符合表3的规定表3性能等级抗拉强度b(MPa)屈服强度0.2(MPa)伸长率5(%)收缩率(%)冲击韧性k(J/cm2)10.9S10401240940104259()楔负荷试验进行螺栓实物楔负荷试验时,拉力符合表4的要求,断裂应发生在螺纹部分或螺纹与螺杆交接处。表4螺纹规格DM22M24M30工称程应力截面积30335356110.9S拉力荷载N315000376000367000438000583000696000()硬度试验芯部及表面硬度试验应符合表5规定。表5性能等级维氏硬度HV30洛氏硬度HRCminmaxminmax10.9S3123673339()脱碳层试验脱碳层按照G
8、B3098.1中表3的有关规定。b、螺母机械性能()螺母保证荷载试验螺母保证荷载应符合表6规定。表6螺纹规格DM22M24M3010H要求保证荷载N315000367000583000()螺母硬度螺母硬度应符合表7规定。表7性能等级洛氏硬度维氏硬度minmaxminmax10HHRB98HRC28HV30222HV30274c、垫圈硬度垫圈硬度硬度为HV30329436(HRC3545)。(4)高强螺栓连接副扭矩系数a、朝天门大桥使用的高强螺栓连接副必须按照保证扭矩系数供货,同批连接副的扭矩系数必须控制在0.120.14之间,扭矩系数标准差控制在0.010以下。b、朝天门大桥使用的高强螺栓连接
9、副,有一个10.9S高强度大六角头螺栓、一个10H高强度大六角螺母、两个HRC3545高强度垫圈组成。c、朝天门大桥使用的高强螺栓连接副扭矩系数保证期为自出厂之日起12个月。(5)螺栓、螺母的螺纹a、螺纹的基本尺寸按照GB196粗牙普通螺纹的规定。螺栓螺纹公差带按照GB197的6g,螺母螺纹公差带按照GB197的6H。b、螺纹牙表面粗燥度的最大参数Ra应为12.5um。(6)螺栓的螺纹末端螺栓螺纹的末端按照GB2的规定(7)表面缺陷a、螺栓、螺母的表面缺陷分别按照GB5779.1 、GB5779.2 规定。 b、垫圈不允许有裂缝、毛刺、浮锈和影响使用的凹痕、划伤。(8)其他尺寸及形位公差螺栓、
10、螺母、垫圈的其他尺寸和形位公差应符合GB3013.1、GB3013.3C级产品的规定。(9)表面处理螺栓、螺母、垫圈均应进行表面防锈处理,表面处理工艺及配方由制造厂选择,但经表面处理工艺后的10.9S级高强螺栓连接副扭矩系数应符合第1.4.4条规定。三、高强度螺栓管理流程:螺栓出厂检验螺栓生产厂家二航经贸公司物资部、二航经贸公司物资部螺栓试验螺栓生产螺栓生产厂家螺栓生产厂家螺栓出运螺栓验收螺栓贮存试验室、桥科院YN资料报验批准使用质检部监理扳手标定螺栓初拧施拧质量检查试验室、桥科院工程部、安装工段螺栓终拧工程部、安装工段质检部、工程部、试验室Y下一工序N四、高强度螺栓的验收和检验1、高强度螺栓
11、验收的要求(1)、高强度螺栓连接副由一个10.9s高强度大六角头螺栓、一个10H高强度大六角螺母和两个HRC3545高强度垫圈组成。本材料中所称“高强度螺栓”系指“高强度螺栓连接副”。(2)、高强度螺栓的规格尺寸、技术条件,除应符合国标GB/T1228123191的规定外,还应满足各自供货协议书关于扭矩系数平均值为0.1200.140的要求。验收时制造厂应以批为单位供货,并提供产品质量检验报告书及出厂合格证,施工单位对产品进行抽查验收,并作好检验记录,不合格者不得使用。(3)、制造厂应按国标GB/T123191第6.3条之规定包装,在包装箱醒目的位置注明规格、批号、数量、生产日期等,以便于施工
12、单位储存保管。2、产品的检验规则(1)、出厂检验按批进行,同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度(当螺栓长度100mm时,长度相差15mm,螺栓长度100mm时,长度相差20mm,可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺栓为同一批。同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的螺母为同一批。同一性能等级、材料、炉号、规格、机械加工、热处理工艺、表面处理工艺的垫圈为同一批。分别由同批螺栓、螺母、垫圈组成的连接副为同批连接副。对保证扭矩系数供货的螺栓连接副最大批量为3000套。(2)、螺栓、螺母、垫圈的尺寸、外观、机械性能和表面缺陷的检验按照GB90规定
13、。(3)、连接副扭矩系数的检验按批抽取8套,8套连接副的扭矩系数平均值及标准偏差均应符合3.5.3的规定。(4)、生产厂家应以批为单位,提供产品质量检验报告,内容如下:a).规格、数量;b).性能等级;c).材料、炉号、化学成分;d).试件拉力试验和冲击韧性试验数据;e).机械性能试验数据;f).连接副的扭矩系数平均值、标准偏差、测试环境温度;g).出厂日期和批号;3试验方法(1)螺栓试验方法a).试验内容:拉力试验、冲击韧性试验、楔负载试验、芯样硬度试验、脱碳试验b).试验方法:按照“GB/T1231-91 高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件”进行。(2)螺母试验方法a).试验内容
14、:保证荷载试验、硬度试验b).试验方法:按照“GB/T1231-91 高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件”进行。(3)垫圈硬度试验a).试验内容:硬度试验b).试验方法: 按照“GB/T1231-91 高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件”进行。(4)连接副扭矩系数试验方法a).试验内容: 连接副扭矩系数试验b).试验方法: 按照“GB/T1231-91 高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件”进行。五、高强度螺栓施拧工艺试验1、高强度螺栓工艺试验:对每个供货厂家第一批供货的产品各抽取4个批号、每批25组、每组5套高强度螺栓进行扭矩系数试验,检验工厂近期产品的整体质量状
15、况,并运用数理统计原理推断样本扭矩系数平均值反映整批扭矩系数平均值代表性的大小,作为施工过程中调整施拧扭矩、保证高强度螺栓终拧预拉力满足设计要求的重要参考指标 。2、预拉力损失试:利用本桥板面抗滑移系数试件进行高强度螺栓预拉力损失试验,试验时间持续24小时。由于每套抗滑移系数试件只能安装4颗高强度螺栓,因此需使用至少六套试件进行预拉力损失试验(每套试件完成预拉力损失试验后可直接进行板面抗滑移系数试验,不影响板面抗滑移系数试验的结果)。根据试验结果确定本桥高强度螺栓的施工预拉力。3、松扣、紧扣检查扭矩试验:“松扣复位检查”法:即先在被检查螺栓的螺母、垫圈上划一细直线,再沿螺母松开的方向,松开螺母
16、约30;然后将螺母拧回原划线处读取此时的扭矩值,该值即为松扣复位扭矩值。“紧扣检查”法:即先在被检查螺栓的螺母、垫圈上划一细直线,再沿螺母的扭紧方向拧紧螺母,读取螺母刚刚转动时的扭矩值,该值即为紧扣扭矩值。抽取山东诸城高强度紧固件有限公司M30*120(批号TM060408)80套,采用同规格、同批号的高强度螺栓各40套进行松扣复位检查和紧扣检查的对比试验。试验结果见下表(具体试验数据见附表1、附表2):表1 检查轴力与终拧轴力对比表检查方法终扭轴力平均值(kN)检查轴力平均值(kN)检查轴力标准差检查轴力离散率轴力差(kN)误差(%)松扣复位检查341.4334.155.78920.0173
17、-7.252.17紧扣检查340.6342.72.43570.00712.100.61表2 检查扭矩和终拧扭矩对比表检查方法终扭扭矩平均值(N.m)检查扭矩平均值(N.m)检查扭矩比平均值检查扭矩比标准差检查扭矩比离散率松扣复位检查1231.51148.00.93340.04850.0521紧扣检查1227.11165.90.95200.03980.0420从上面两表可以看出紧扣检查轴力平均值接近终拧轴力平均值,紧扣检查轴力离散率及误差远小于松扣复位检查轴力离散率及误差。紧扣检查扭矩比离散率也小于松扣复位检查扭矩比的离散率。根据对比试验结果,参照以往铁路桥施工的情况,我们确定重庆朝天门长江大桥
18、工程高强度螺栓终拧扭矩质量检查采用 “紧扣法”。高强度螺栓终拧后必须进行终拧质量检查,检查采用“紧扣法”,检查应由专职技术人员负责,操作人员必须有较强的责任心、经培训合格后相对固定的从事终拧质量检查工作。紧扣检查扭矩试验由以上操作人员参加进行,根据试验结果制定本桥高强度螺栓终拧检查扭矩。4、施拧工具标定:确定合适的标定方法、选用适宜的标定设备是保证电动扳手输出扭矩准确的重要条件,本桥拟采用“扭矩、轴力检测仪”(以下简称“扭、轴仪”)进行电动扳手标定。在钢梁架设前,应做好仪器的安装、调试工作,熟悉仪器的性能和操作方法并报请当地计量部门对仪器进行计量检定。5、板面抗滑移系数试验:板面抗滑移系数试验
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