高强度螺栓应用

《高强度螺栓应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高强度螺栓应用（23页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、高强度螺栓连接施工上海长江大桥总监理工程师办公室2006年5月目录一、执行标准二、产品检查验收三、储存与管理四、抽验复验1、扭短系数K值和标准差6 复验n2、机械性能复验（1）螺栓楔负荷复验；（2）螺栓芯部硬度复验；（3）螺母、垫圈硬度复验；（4）螺母保证载荷复验；（5）螺杆冲击韧性复验。五、杻矩系数标准差6与扭矩系数平均值K分布检查判定1、6分布；2、分工布；3、施工扭矩 M 的确定；施4、电动扳手扭矩的检定方法。六、施工前应做的施拧试验1、板面抗滑动摩擦系数试验；2、高强度螺栓扭短系数 K 值工艺试验；3、温度与湿度对扭矩系数的影响试验；4、复合应力作用下屈服轴力和破坏轴力试验。七、拼装要

2、点八、施拧的有关规定九、高强度螺栓施工程序框图十、质量检查十一、涂装要点 十二、高强度螺栓施拧记录表格一、执行标准1、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角头螺母、垫圈与技术条件(GB/T1228 1231-91)2、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)3、铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定(TBJ214-92)4、高强度螺栓栓接面抗滑移系数试验方法(JGJ041-2000)5、铁路钢桥保护涂装(TB1527-84)二、产品检查验收1、采用扭矩法施工的高强度螺栓进场验收时，供货商应按批提交扭矩系数、材质、质量报告单和出厂质量保证书。并应符合(GB/T12281231-91)的规定。2、采用扭

3、矩法施工的高强度螺栓，应保证扭矩系数K值达到设计(K=0.110.15)和合同(K=0.120.14)的要求。3、验收时，应对进场的高强度螺栓进行逐批、逐个检查验收。4、交货验收时，应以同一性能等级、同一种工艺、同一批号生产的产品为 单位。一个连接副均由一个螺杆、一个螺母、两个垫圈所组成。5、验收时，应对每套高强度螺栓连接副进行下列检查验收。( 1)螺杆的螺蚊精度检查；(2) 螺杆头部与螺杆的垂直度检查；(3) 螺母螺纹的精度与支承面的垂直度检查；(4) 垫圈的平整度与表面光洁度检查；(5) 对螺杆、螺母、垫圈表面的裂纹、尺寸、形位公差进行外观检查；( 6)对每套连接副能否自由配套旋上检查；(

4、7) 有严重弊病影响使用者，须挑出退还厂家；(8) 有轻微锈蚀者可用 16 号铜丝刷清除，有污垢者可用轻质柴油清洗后 用棉纱擦干、凉干。6、高强度螺栓形位公差允许值及图示(见下表)名称部位M24M30螺栓dsmax24.5230.80min23.4829.10kmax15.9019.75min14.1017.65emin45.2055.37smax41.0050.00min40.0049.00螺母mmax24.230.7min22.929.1emin45.255.3smax41.050.0min40.049.0支承面垂直度max0.570.70垫圈dimax25.5231.62min25.03

5、1.0d2max47.056.0min45.454.1smax5.85.8min4.54.5高强度螺栓形位公差允许值（mm）螺母三、储存与管理1、螺杆、螺母、垫圈入库时应仔细清点，并分批号、分规格、分厂家进行 存放，不得混淆。2、作好防潮、防尘、防雨、通风工作，以防止锈蚀和表面状态改变。3、为加强管理，入库时，要建立完整的明细库存台帐和发放登记领用制度。4、螺杆、螺母、垫圈使用前应成套配好，两垫圈有45倒角面分别贴向栓 头及螺母支承面。5、配套后螺母至少应旋入螺杆 1/4 螺距，并用白色铅笔在栓头上注明螺杆 长度与批号。6、高强度螺栓发放必须按值班技术人员的签字领料条办理，库房不得随便 发放。

6、7、当天未用完的螺栓要及时收回妥善保管。若栓杆表面干燥无油或丝扣有 损伤者，须作处理，并经试验扭矩系数合格后才准使用。8、必须按施拧部位节点图上实际需用数量、规格发放领用，不得以短代长 更不得以长代短。9、库房必须用纸箱或木箱等规定的容器装运螺栓到现场，以防碰伤丝扣或 粘污泥砂。10、以3000 套为一个批号，并附有厂方出厂的产品质量检验报告书和出厂 合格证，以作为交桥验收的原始技术资料。由库房妥善保存备查。四、抽样复验1、按桥规第 17.2.10-2 条之规定，高强度螺栓运到工地后，除检查出厂合 格证外，还应从每批号中抽验8套，但不得少于3套作扭矩系数K值和标准6 叶的抽查复验。2、高强度螺

7、栓机械性能复验 （1）螺栓楔负荷复验：在每批螺栓中任意抽取三8只进行楔负荷试验,将螺栓拧在带有内螺纹的专 用夹具上，（必须6扣丝），栓头下置一个倒角为10的斜垫圈，装在拉力机 上进行楔负荷试验。其拉力应满足下表要求：楔负荷试验设计值(m d 格 规 纹 52M6Ml22M22M22M27M30M7 rf (m A( 积 面 截 力 应384.555240335391165性能等级拉力荷载N)注：当螺栓长度L与直径d之比V3时，（L/dV3 ）,只允许做芯部HRC硬度试验作为强度的弥补措施。（ 2）螺栓芯部硬度复验： 在每批螺栓中任意抽取不少于8只做芯部硬度试验，即在螺杆的末端等于 栓径d的截面

8、上，进行对该截面距离中心1/4栓径处任测四点，取三点的平均 值。应满足洛氏HRC3339范围内，如有争议以维氏硬度（HV30）试验内仲 裁。芯部硬度试验性能 等级维氏硬度（HV）洛氏硬度（HRC）minmaxminmax10.9s31236733398.8s2492962431（3）螺母及垫圈硬度复验：在每批螺母及垫圈中任意各抽 8 只做硬度试验，首先用砂布将螺母及垫圈表面磨光，然后分别在其表面上任测四点，取其三点平均值应满足下表螺母硬度性能 等级维氏硬度(HV)洛氏硬度(HRC)minmaxminmax10H22227498288H2062379522注：垫圈表面硬度为：HV： 329463

9、HRC： 3545(4) 螺母保证载荷复验：在每批任意抽取不少于 8 个做保载试验，采用特别夹具在试验机上进行。将螺母拧入特制夹具螺纹芯棒，试验时夹头的移动速度不超过3mm/ min,对螺母施加的保证载荷。其试验数据应满足下表中荷载。螺母保证载荷试验螺纹规格dM12M16M20M22M24M27M3010H保证荷载(N)877001630002550003150003670004770005830008H保证荷载(N)70000130000203000251000293000381000466000(5) 螺杆冲击韧性复验试验方法与上(4)相同螺栓冲击韧性试验(拉力试验)性能等级抗拉强度屈服强

10、度(Mpa)延伸率(%)收缩率(%)冲击韧性(J/cm?)(Mpa)不小于10.9S104012409401042598.8S8301030660124578五、扭矩系数标准差6 1与扭矩系数平均值K分布检查判定n-1n1、扭矩系数标准差6 1=E(k-k)2/n-1n-1扭矩系数标准差6的计量危险率标准相对偏差（1/Vm d3/d2）W5%W8%6分布5%Su64512抽样检验质量保证水平如下表：（1）由生产厂家提出或抽查检验 得出同一批制造批量扭矩系数标 准差6。（2）抽查检验，m=25组，每组试验螺栓n=5套，共计检验25X5=125 套。（3）根据标准差6分布图示得出其关系式：（1厂v

11、 m）（d3/d2）=l/ V25 (0.864/2.326)=0.074V8%。(4)合格判定值：6 =0.010/(1+1.645 1/Vm d3/d2)=0.0089m u即：6u=(工 6 2 .m)W0.0089,或 6 = 6 +1.645 1/ Vm d3/d2 6W0.010n-1 /a式中：m抽样检验试样组数，6 同一制造批量（m组）扭矩系数标准差n16每组试样扭矩系数标准差，6 =亡（K-K） 2/n-1/n-12n-1 n-1 16当aW5%时，1/Vm d3/d2W8%时；同一制造批量（m组）扭矩系数标准差aK扭矩系数试验值一一每组试样扭矩系数平均值d2,d3按n确定的

12、系数，其值分别由下表所示：n2345678910d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.078d30.8530.8880.8800.8640.8460.8330.8200.8080.797(5)离散率:CV= 6 n-1/ KV0.082、扭矩系数平均值（K）（1）扭矩系数平均（K）值分布图示如右：（2）扭矩系数平均值K的计量抽样检验质量保证水平规定如下：I=Ka -u；u0u0u1下限制上限制卩(a0.05),卩(B0.10)0 1卩(a0.05),卩(B0.10)0 1Kl0.110（合格）,0.100（不合格）0.150（合格）,0.160

13、（不合格）其中：口 /合格批量平均值的质量指标上限；0口 “ 一一合格批量平均值的质量指标下限；0口 /不合格批量平均值的质量指标上限；1口 “ 一一不合格批量平均值的质量指标下限；1a合格批量错判为不合格的概率。抽检试样螺栓套数：n= （K+K ） /（口 +口 ）2 62二（1.64485+1.28115）/0.010 26?a B10=8 . 56X 104 62n取进位整数，其值V5时，采用n=56 +1.6451/丿五小3/小26 =S =0.010uu u合格判定值上限:=u -K 6/Vn=u -K 6/Vn=0.150+1.645- 6/Vnu 0 a1 B即:wu（4）合格判

14、定值下限：=u ”- K 6/Vn=u ”+K 6/ Vn=0.110-1.6456/L 0a1 B即：K三L式中:6同一制造批量的扭矩系数标准差； 抽样试验扭矩系数平均值；K扭矩系数试验值；n试样螺栓套数。3、施拧扭矩值的确定：M =KNd （式中N=1.1P ） 施设式中：M施施拧扭矩（N-m）； 扭矩系数平均值（按）试验的数理统计值、抽检试样螺栓套数，当标准差6为未知时，取25组，每组5套，共计25X5=125套。当标准差6为已知时，取一组，n=8.56X 104 6 2,但不少于5套；高强度螺栓施工预拉力（为设计预拉力的 1.1 倍）见下表d高强度螺栓公称直径（mm）。国标标准（GB/

15、T1223 1231-91）螺栓规格（d） （mm）M12M16M20M22M24M27M30设计预拉 力（P）（KN）max59113177216250324397min4993142177206265329注：设计预拉力可取（max+min）/2最大值。中华人民共和国铁路钢桥行业标准（TBJ214-92）螺纹规格d （mm）M”M30设计预拉力P （KN）200230300370施工预拉力N （KN）220253330407按桥规规定每批用 8 套高强度螺栓试验后确定扭矩系数，如果按此规定就 必须3000套定一次扭矩系数（K）和施工扭矩（M）。而每一个节段钢箱梁拼 施 装超过3000套或4

16、000套以上，就可能出现23个扭矩系数和23个施工扭 矩。而电动扳手相应要标定23种。这样会给施工管理、施拧及质量带来相当 大的麻烦，也容易出现错误。因此，按已施工过的经验，建议工地的工艺抽样 试验，应从每个批号中抽取25套连接副，共计抽取5个批号，（5X25=125套），用数理统计方法求出平均K值，以作为施拧依据。数据应由有资质单位作工艺 试验。4、电动扳手扭矩检定方法：（1） A 法： 利用人力扳手、测力计、螺栓拉力校准器（轴力计）检测高强度螺栓25组， 每组5套，得出扭矩系数K=M/Pd （式中P为设计预拉力），批量扭矩系数平均值K及其标准差6，（其中M为测力计读数，d为螺栓公称直径）。

17、n-1 利用电动扳手、螺栓拉力校准器（轴力一扭矩仪），测试已知批量，扭矩系数平均值K的同批量高强度螺栓至少一组5套，由螺栓拉力校准器示出的预紧轴力P。求其平均值，于是可得电动扳手标定扭矩计算式。M标二KPd 扭矩系数及预紧轴力，应符合国家标准GB/T1231-84的规定及相应的检验方 法。（2）B 法：利用电动扳手、电子称、螺栓拉力校准器（轴力扭矩仪），测试高强度螺 栓至少一组5套，根据电子称读数，可以换算出每次施拧扭矩平均值。即为电 动扳手标定扭矩M标。（标定时偏差才5%）（3）C 法：利用电动扳手、轴力扭矩监控仪，在施拧高强度螺栓过程中，实时记录 施拧扭矩，当电动扳手单独使用时，取上述扭矩

18、平均值。即为标定扭矩 M 标。（标定时偏差5%）六、施工前应做的施拧试验1、板面抗滑动摩擦系数试验：（1）钢梁制造厂发送钢箱梁时，必须提供出厂时测试的栓接板面抗滑系数 试验数据（f0.55）和随梁发送的抗滑系数试件（每批3组），供工地复验。（2）抗滑系数工地复验时，按不同生产的钢箱梁分别在工地进行板面抗滑 系数复验。先清除试板的毛刺、油污，然后按设计图拼装。打上冲钉定位，逐 个更换螺栓装上压力环。施工时，测出每个螺栓的预拉力，然后用拉力机测出 每个试件的滑动荷载，算出滑动摩擦系数。若f0.45，即认为合格。（3）抗滑移系数测试方法：拉力试验图示：抗滑移画线位置抗滑移画线位置-FFFFFFF抗滑

19、移系数计算方法：工厂：f=N/n mP =三0.55施工地：f=N/n mP=0.45式中：n为一端螺栓数3m为摩擦板面数2P 为螺栓施工预拉力（1.1P）施设N为试验机测得的滑动荷载2、高强度螺栓扭矩系数 K 值工艺试验：施工前应按生产厂家提供的批号选择使用品种规格比较多的812种高栓, 每种 25 组，每组 5 套，分别测定扭矩系数 K 值，并用数理统计法计算出扭矩 系数平均值K,以此数据作为施拧的主要参数。要求试验的平均K值应在0.12 0.14范围内。其试验标准应g/匕 E （K-K） 2/n-lW0.10,离散率C = 6 /80%为合格；80%90%为良好；90%以上为优良。十一、

20、涂装要点：1、经监理检查验收合格后，须在当天进行腻缝和涂刷环氧富锌底漆。2、钢箱梁主梁箱外涂刷环氧云铁中间漆和可腹脂肪族聚氨脂面漆。3、钢箱梁主梁箱内涂刷环氧沥青面漆。4、最后一道面漆应在主梁合拢后涂刷。 十二、高强度螺栓施拧记录表格（附后）高强度螺栓连接副扭矩系数试验记录表()批号生产日期进厂日期使用设备环境温度栓 号初拧终拧试验结果备注扭矩(Nm)轴力(KN)扭矩(Nm)轴力(KN)扭矩系数(K)KNM施5n-111、标准差:：6 1n-1= 岸 (K-K)2 /n-10.012、离散率：CV= 6，/ KV0.08n-13、每批号按8/3000套抽验 扭矩系数4、M =K N d2345

21、678试验复核监理试验日期年 月 日电板编号：用仪表法标定电动扳手记录表(一)环境温度：类 别栓 数初拧终拧前终拧后备注扭矩(Nm)轴力(KN)扭矩(Nm)轴力(KN)扭矩(Nm)轴力(KN)班刖1(1) 班前：求出5只螺栓的标 定扭矩平均值，其合格率为：(M-M ) /M X100%V5%。施标施(2) 班后：再标定5只螺栓的 复验扭矩平均值，其合格率应为(M -M )/M X100%5%o(3) 如合格率超过5%该扳手 施拧的高栓应逐个用指针扳手 进行检查。(4) 50%初拧可用带响扳手。(5) M =K N d施施(6) N =1.1P施设2345平均值班后12345平均值技术人员：标定

22、人员：监班：日期：年月日扳手编号：用吊垂法标定指针扳手记录表(一)环境温度：序 号卦重加载减重卸载评定备注力臂(m)荷载(N)力矩 (N m)扳手 示值 (N m)精度(%)荷量(N)力矩 (N m)扳手 示值 (N m)精度(%)12500吊垂精度W土1% 3%；(2) 用数量统计求 出回归线形关系： y=a+bx(3) 相关系数:r2100250310010045010055050=Lxy /VLxx Lyy(-1W rWl)(4)精度不够检 彳修后重新标定。Y+bx厶65050710508101095101055115值班技术人员：标定：监理：日期：年 月日扳手编号：用仪表标定指针扳手记

23、录表(四)环境温度：序 号仪表示值(N m)指针扳手示值(N m)度1% 精.Pl.Pp施p.施施施 1._ ATN11 I |n式中：N板面抗滑动力（KN）n一端螺栓数m摩擦面数P施螺栓施工轴力（KN）为1.1P设施设试验人员：复核：监理：日期：年月日批号：螺栓楔负载、螺母保证荷载、螺母垫圈硬度试验记录表（六）批号：批号：环境温度：序 号楔负载试验保证荷载试验螺母硬度试验（测点）备注极限 拉力 （KN）拉力机 读数KN）断裂 部位保证 荷载 （KN）变形 情况12341（1）生产 日期（2）进场日期2345678试验：复核：监理：试验日期：年月日咼强度螺栓扭矩检查记录表（七）施工单位：环境温度：节点 高位施工日期检查 日期设计扭矩（N m）实测检查扭矩（Nm）MiM2M3M4M5M6M7M8M9M10技术人员：记录：检查：监理：日期：质量抽查评定记录表（八）施工单位： 环境温度节点部位施工单位抽查（10%）监理单位抽查（2. 5%）备注施拧数抽查数合格率（%）抽查数合格率（%）评定合格率：280%为合格 三80%90% 为良好 90%以上为 优良技术人贝：记录：检查：监理：日期：年月日