南钦铁路三岸邕江双线特大桥高强度螺栓施工工艺(赵版)_2010-5-19

1、广西沿海铁路南宁至钦钦州北段扩能改造工程三岸邕江双线特大桥钢桁拱桥钢梁架设高 强 螺 栓 施 拧 工 艺编制： 审核： 审批：中铁大桥局股份有限公司工程指挥部二一O年五月目 录一、 编制依据二、 工程概况三、 高强度螺栓的验收四、 高强度螺栓储存管理五、 高强度螺栓的试验六、 高强度螺栓的施工七、 施工质量检查八、 高强度螺栓的涂装九、 施工工具的使用、维护和管理十、 安全措施一、编制依据1、钢结构用高强度大六角头螺栓（GB/T 1228-2006）2、钢结构用高强度大六角螺母（GB/T 1229-2006）3、钢结构用高强度垫圈（GB/T 1230-2006）4、钢结构用高强度大六角头螺栓、

2、大六角螺母、垫圈技术条件（GB/T 1231-2006）5、铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定（TBJ214-92）6、铁路桥涵施工规范 TB10203-20027、铁路钢桥保护涂装（TB/T1527-2004）8、铁路钢桥制造规范（TB10212-2009）9、铁路桥涵工程施工质量验收标准（TB 10415-2003）10、客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准 铁建设2005160号；11、铁路工程施工安全技术规程TB10401.12-2003 （上下册）12、三岸邕江特大桥设计图 （第二册第二分册：主桥梁部结构）二、工程概况桥梁结构全桥总布置图主桥采用下承式连续钢桁拱结构，孔跨为（132+

3、276+132）m，支座中心至梁端1m，主桥全长540m。主桁采用N型桁架，桁宽15 m，除C11E12、E12C13节间长度为15外，其余节间长度均为12。边跨为变高度桁架，一般高位16 m，中支点处为20 m。中支点处设加劲腿，加劲腿高度为18 m，中跨跨中拱肋下弦杆距系杆中心距为58 m，矢跨比为1/4.759拱顶桁高为9 m。主桁节点采用整体焊接构造。主桁上下弦杆均采用箱型截面，腹杆采用箱型和H型截面，吊杆采用焊接六边形形截面。全桥钢桁梁连接采用高强螺栓摩擦型连接，其中主桁采用M30高强度螺栓连接，高强度度螺栓性能等级为10.9S，材质为35VB，设计有效预拉力350kN；桥面系纵梁、

4、横梁、交叉型平联、平联横撑采用M24高强度螺栓连接 ，性能等级为10.9S，材质为20MnTiB，设计有效预拉力240kN。纵向U型肋采用M22高强度螺栓连接，设计有效预拉力200kN。连接用的大六角头螺母性能等级均为10H级，高强度垫圈表面硬度为HRC3545。全桥使用M30、M24、M22三种规格的10.9S的高强螺栓34余万套。其各项性能指标均应满足钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件（GB/T 12281231-2006）要求。所用高强度螺栓均为表面磷化处理。高强度螺栓拼接摩擦面的处理：表面清理至SA3.0级后热喷铝150M，出厂抗滑移系数不小于0.50，安装时不小于0

5、.45为了保证高强螺栓的设计有效预拉力的稳定，确保三岸邕江特大桥钢桁拱桥钢梁架设施工质量，特编制本高强螺栓施拧工艺三、高强度螺栓的验收1、三岸邕江双线特大桥钢桁拱桥钢梁架设高强螺栓施拧工艺所称“高强度螺栓”系指“高强度螺栓连接副”，以下均简称“高强度螺栓”。每套高强度螺栓由一个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。2、制造厂所生产高强螺栓的规格、尺寸、外观和技术条件，除应符合国标GB/T12281231-2006的规定外，还宜满足设计及供货合同中关于扭矩系数平均值为0.1200.140的要求。3、高强度螺栓验收分为出厂验收和工地复验1）高强

6、度螺栓出厂验收具体检测项目如下：a、外型尺寸检验：（依据GB/T12281230-2006中的有关规定）b、螺纹参数检验：（依据GB/T12281229-2006中的有关规定）c、硬度试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）d、表面缺陷检验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）e、螺栓的拉伸试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）f、螺栓的冲击试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）g、连接副扭矩系数试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）h、螺栓实物楔负载试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）i、螺母的保证荷载试验：（依

7、据GB/T1231-2006中的有关规定）出厂验收由生产厂家完成，检验均依据国标GB/T12281231-2006的有关规定，对于不合格的产品，制造厂可立即重新进行表面处理，经验收合格后才能发往工地。制造厂验收为逐批抽样检验，其组批原则按国标要求组批，同批高强度螺栓最大数量为3000套。验收合格后制造厂才能以批为单位供货，并提供每批次高强度螺栓的产品质量检验报告书及出厂合格证。 2）高强度螺栓工地复验具体检测项目如下：a、外型尺寸检验：（依据GB/T12281230-2006中的有关规定）b、螺纹参数检验：（依据GB/T12281229-2006中的有关规定）c、硬度试验：（依据GB/T123

8、1-2006中的有关规定）d、连接副扭矩系数试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）e、螺栓实物楔负载试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）f、f、螺母的保证荷载试验：（依据GB/T1231-2006中的有关规定）高强度螺栓工地复验工作由现场工地试验室进行，检验合格后方可使用，不合格螺栓不得使用并及时清理退场；4、制造厂应按国标GB/T1231-2006第6.4和第6.5条之规定对生产的高强螺栓进行包装，不同批号不得混装，每箱质量不得超过40kg，并应在包装箱醒目的位置注明制造厂、产品名称、标准编号、批号、规格、数量、毛重、生产日期，以便于现场进行分类储存、保管。四、

9、高强度螺栓的储存管理1、高强度螺栓入库时应清点检查，按包装箱上注明的标准编号、规格、批号进行分类存放，并作好防潮、防尘工作，底层应以木板垫高通风，垫高高度至少30cm，靠墙的地方，离墙至少30cm，堆放高度不宜超过五箱，以防止高强螺栓受潮或包装破损而使表面状况改变和锈蚀；2、为了不使高强度螺栓的扭矩系数发生变化，高强螺栓的螺栓、螺母、垫圈应尽可能保持其原有表面处理状况，保管期内不得任意开箱，防止生锈和沾染污物，在运输、装卸、安装和保管过程中应轻拿轻放，以确保螺栓扭矩系数的稳定；3、根据现场施工需要，如果确需在螺栓头部写明长度，应在干燥空气条件下进行。开箱后仅在螺栓头部写明长度，不必穿入垫圈拧上

10、螺母配套（此项工作宜在当天使用螺栓前在库房进行）。每处理完一盒立即封闭一盒，处理完一箱立即封闭一箱。工作人员进行该项工作时必须戴洁净的手套，同时严禁汗水污染高强螺栓； 4、经验收合格的高强度螺栓入库后要建立明细库存表，发放登记表，加强管理；在使用过程中应有专人负责发放和领用，每班发放和领用数量由现场值班技术人员提供经签字生效的领料单，领料单必须注明施工部位、螺栓规格、数量、施工班组等等内容，螺栓管理人员按单发放，不得多领。5、高强度螺栓在箱外裸露，尤其施拧前在桥上长时间裸露，必将导致扭矩系数发生变化。因此，应根据当天施拧实际需用规格领取足够数量的高强螺栓，在桥上使用前开箱，用多少开多少箱。在施

11、工中如有未用完的高强度螺栓连接副，须在下班前交库房管理，未使用完的高强螺栓不得在露天过夜，以防生锈和污染，施工过程中要特别注意不得的防尘工作。退回库房的高强度螺栓必须有现场值班技术人员签认，并注明螺栓的规格、数量、批号。6、领用高强度螺栓一般不得以短代长或以长代短（控制外露螺栓的露出长度至少一个螺距，但不大于4个螺距）。五、高强度螺栓试验在采用扭矩法施工中，影响螺栓施拧质量的因素很多，只有在对相当数量螺栓模拟试验的基础上，取得准确、稳定可靠的技术数据，总结出指导现场施工的参数，为制定工艺提供依据。1、高强度螺栓扭矩系数试验1.1高强度螺栓以3000套为一批，现场每批抽取8套具有代表性的高强度螺

12、栓进行扭矩系数试验，在得到一批高强度螺栓工地复验的扭矩系数后，经过数理统计，如果矩系数的平均值K在0.1100.150范围内，标准偏差S小于或等于0.010，则说明高强度螺栓扭矩系数复验合格，可以作为确定施工扭矩的依据。1.2为了便于施工管理，减少同一时间或施工部位上电动扳手的校验的扭矩数值种类，在高强度螺栓扭矩系数工地复验数据稳定的情况下，可将几批高强度螺栓的扭矩系数进行数理统计，如果扭矩系数的平均值K在0.1200.140范围内，标准偏差S小于或等于0.010时，可将该几批高强度螺栓扭矩系数的平均值K作为制定施工扭矩的依据，制订一个施工终拧扭矩。1.3扭矩系数试验用轴力扭矩测定仪进行，试验

13、过程中螺栓的预拉力应控制在GB/T1231-2006表8要求的范围以内，否则所测的扭矩系数为无效数据。1.4扭矩系数试验过程以模拟现场施工的方式进行，高强度螺栓的安装、拧紧、初拧和终拧严格按照施工过程规定的步骤进行测试，同时试验的环境、温度也应该尽可能与施工状态保持一致。1.5由于温度与湿度对扭矩系数有一定影响，当现场施工时温度与湿度变化较大时，可利用当天上桥的高强螺栓，在轴力-扭矩仪上标定电动扳手后，用所得到的扭矩系数平均值，对终拧扭矩进行调整。或按下述比例系数公式推算各种温度T（）和各种相对湿度V（%）组合时的扭矩系数，以便及时调整终拧扭矩。磷化螺栓：Y=0.9811-3.159710-3

14、T+0.1328V%磷皂化螺栓：Y=1.2601-3.853210-3T-0.2352V%1.6为了进一步提高施拧精度，改善施工质量，根据以往高强度螺栓试验及施工数据的统计、分析，高强度螺栓的扭矩系数平均值K和标准偏差S，宜控制在表规定的范围内，可以使施拧质量得到更好的保证。K0.110.120.130.140.15（S）0.00730.00800.00870.00930.01002、板面摩擦系数的工地复验：2.1板面摩擦系数试件与钢梁接点板采用同一材质、同批制造、同一板面处理工艺，并在相同的条件下运输和存放。2.2试验前应仔细检查试件表面，清理试件板面的油污和孔边、板边的毛刺等，如摩擦面有损

15、伤，做好记录并经请示、批准后方可进行试验。2.3试件组装时先用冲钉定位，然后逐个换上高强度螺栓，并拧紧，用电阻应变仪对试件板上每个高强度螺栓的预拉力进行精度控制，使各个螺栓的预拉力在0.951.05P之间。（P为高强度螺栓的设计预拉力）2.4试件安装在试验机上时，一定要使试件轴线与试验机中线重合；试验加载须平稳，加载速度应控制在35kN/S内。2.5工地板面摩擦系数复验值不小于0.45时，方可进行现场钢梁接头的拼装工作。3、电动扳手、检查扳手的校验3.1高强度螺栓施工中电动扳手的校验工作在经过计量检定合格轴力扭矩仪上进行，其精度误差满足：轴力值2%。动态扭矩值1%3.2每班前、后电动扳手各需校

16、验一次，每次以电动扳手连续输出8个扭矩值，并将其统计、平均，其均值T作为该电动扳手的扭矩标定值，其相对误差不应大于5%。为了确保电扳输出值与施工终拧扭矩值TC吻合，电扳校验时，班前电扳发出时扭矩值宜控制在（10.025）TC，班后电扳收回时扭矩值应符合（10.1）TC的要求。3.3电动扳手在标定或施工过程中均应使用稳压电源或进行独立供电，以避免由于电压波动对电动扳手输出扭矩稳定的影响。3.4电动扳手的每次校验均应作好记录、签证工作，对于班后电动扳手标定值超差的，应立即对该扳手所施拧的螺栓进行检查或进行返工处理。3.5施工用的手动扳手、检查扳手的校验亦在轴力扭矩仪上进行，施工用手动扳手相对误差不

17、应大于5%。检查扳手的误差应小于3%。手动扳手、检查扳手每次使用前后均须经过校验，并做好签证工作。3.6电动扳手校验过程中，应使用独立电源或稳压电源，以减少电压波动而影响电动扳手的输出稳定。4、紧扣检查扭矩试验4.1该试验在轴力扭矩仪上进行，即在模拟现场高强度螺栓施拧的情况下，对高强度螺栓的终拧扭矩值，按照TBJ214之规定，测的该批螺栓的紧扣检查扭矩值Tch，为判定现场施工质量的标准。4.2在轴力扭矩仪上，对已终拧的高强螺栓用指针式表盘检查扳手沿拧紧方向拧紧螺母，检查人员均匀加力于扳手柄，使扭矩示值均速增加，指针平稳转动，当指针停顿时，说明该扭矩值已经使的螺母微小转动，则该扭矩值即为该螺栓的

18、终拧检查扭矩值。4.3通过试验，统计紧扣检查扭矩值和终拧扭矩值的比值，确定紧扣比T紧/T终，从而确定该批螺栓的紧扣检查扭矩值Tch4.4当施工用电动扳手校验定扭矩发生变化时，应该重新试验，测的新的紧扣检查扭矩值。六、高强度螺栓的施工1.施工前的准备工作1.1由项目总工程师对所有参与施工人员进行技术交底，详细讲解高强度螺栓施拧的过程和重点，明确所有参与施工人员各自的职责，以及在施工过程中应该注意的事项，组织参加的施工人员学习、培训，熟悉施工工艺的规定，熟练掌握各种扳手的使用方法及操作规程。1.2成立高强度螺栓试验小组，并完成相关试验检测工作，包括：高强度螺栓的工地验收、施工工艺试验报告、板面摩擦

19、系数工地复验、施工工具校验系统的调校、各种扳手的调校、各种施工记录表格的确定等工作。1.3施工前应该仔细检查钢梁节点摩擦面，节点摩擦板面应保持清洁、干燥，清除有可能降低板面摩擦系数的油迹、污垢，清除孔边、板边的飞边、毛刺和其它附着物，对于孔内或板面的脏物可用细铜丝刷和干净棉布清洁，对于有油污的地方可用干净棉布蘸丙酮清洗。1.4如果摩擦面在大气中暴露时间超过6个月，必须检查摩擦面有无影响或降低抗摩擦系数的状况，有疑点时必须进行试验。对已经变质的摩擦面必须根据设计要求重新处理。 1.5钢梁接头板面应保持平整完好，如拼接板面在安装、运输过程中发生变形，须经过修复整平后方可拼装；对于摩擦面损坏的，则应

20、根据设计要求重新处理后方可架设。1.6现场施拧班组在进行拼装前，应该由现场技术人员根据握距图，在拼装部位用白板笔标识出不同规格的高强螺栓使用区域线，并分别注明规格、数量，以方便螺栓施工人员的安装，但标识线不得侵入高强度螺栓垫圈的范围。2、高强度螺栓的安装2.1钢梁吊装就位后，在预拼场拼装时，每个接点应按要求打入25%的冲钉，悬臂拼装时每个接点应按要求打入50%的冲钉，与栓孔相间排列，并用不少于四个普通螺栓将钢梁节点连接板面间缝隙夹紧，密贴后才可安装高强度螺栓，安装过程中不得使用高强度螺栓作为临时安装螺栓。2.2高强度螺栓安装前应对螺栓进行外观检查，不得使用生锈、螺纹损坏、表面潮湿或有灰尘、砂土

21、和表面状况发生变化的高强螺栓。凡表面状况发生变化的高强螺栓，应送回原制造厂重新进行表面处理。重新处理后，按原供货要求进行复验，合格后方可使用。2.3高强度螺栓安装时，栓头一侧和螺母一侧各一个垫圈；垫圈有倒角的一侧分别朝向栓头、螺母支承面；螺母有标志的一面朝外。2.4为了便于施工和全桥的美观，对高强度螺栓的安装方向作如下规定：全桥所有主桁、截面的高强螺栓，其螺母一律安装在节点板外侧；全桥平面及斜面的高强螺栓，除纵向平联下盖板，其螺母朝下外，其余一律朝上；横梁、横肋立面连接的高强螺栓，其螺母一律安装在南宁方向。纵梁、纵肋立面连接的高强度螺栓，其螺母安装在每组纵梁纵肋的外侧；个别部位的高强螺栓，其螺

22、母位置无法满足上述几点要求时，可请示项目总工程师，以确定其方向，穿入方向应本着便于施拧、美观大方和全桥一致的原则进行。2.5安装高强度螺栓时，螺栓应顺畅穿入孔内，不得强行敲入；如有栓孔错位情况，可先打冲钉或采取铣孔措施。2.6安装完成的高强度螺栓轴线垂直节点板表面，否则应查明原因，重新安装。3、高强度螺栓的施拧3.1高强度螺栓采用扭矩法施拧，即在一系列工艺试验的基础上，将高强度螺栓的施拧分成初拧和终拧两个阶段完成。3.2初拧前，应该将安装用普通螺栓拧紧，使拼接缝必须密贴，板层间缝隙采用0.3mm塞尺插入板层间，其深度不得大于20mm。3.3初拧：高强度螺栓装入栓孔经过检查无误后，先用普通带棘轮

23、的手动扳手进行一般拧紧，对于M30的高强度度螺栓，采用经过校验的电动扳手将螺栓拧至50%的终拧扭矩；对于M24、M22的高强度度螺栓，可采用手动带响扳手将螺栓拧至50%的终拧扭矩值，使拼接板束密贴，以防止因栓群影响而使螺栓欠拧。3.4对于初拧完成的高强度螺栓，应该立即用白板笔在螺母、垫圈和板面上画一条直线，以防止重复施拧、遗漏和便于检查。3.4终拧：各批次高强度螺栓的终拧扭矩值由下式确定： TC=KPCd式中：TC高强度螺栓的终拧扭矩值（N.m）； PC高强度螺栓的施工预拉力值（kN）；K各批次高强度螺栓扭矩系数平均值；d高强度螺栓的公称直径（mm）式中的高强度螺栓扭矩系数平均值K值由试验确定

24、。3.5终拧由经过校验的电动定扭扳手完成，对于个别部位上无法使用电动工具的螺栓，使用经过校验的表盘式检查扳手或带响手动扳手完成终拧。 3.6高强度螺栓在施拧过程中，栓头、垫圈不得随螺母一同转动，故施拧时要注意卡油。如发现螺栓、垫圈转动，要更换高强度螺栓，重复初拧、终拧的操作过程。所更换下的高强度螺栓退回库房，集中返厂处理，经过验收合格后方能使用，严禁直接再次使用。3.7高强度螺栓在施拧过程中手动带响扳手的使用必须用力均匀，不得使用冲击力；电动扭矩扳手起动时必须连续、平稳的运转直至电动扳手自动停止，完成一个高强度螺栓的施拧，电动扳手自动停止后，严禁再次启动电动扳手拧紧螺栓，防止超拧。3.8在同一

25、结节点板上首批50%或75%的高强度螺栓终拧完成后，才可将另50%或25%的栓孔冲钉分批退出，并立即安装高强度螺栓，重复初拧、终拧的操作程序。3.9无论是在初拧、终拧阶段，还是在使用不同的扳手时均应遵循由栓群中心向四周的施拧顺序。3.10施工中电动扳手应使用独立电源或稳压电源，以减少电压波动而影响电动扳手扭矩的输出稳定。3.11各种扳手在使用过程中如出现异常或故障，现场施工人员不得擅自处理，以便立即停止施工，将扳手交高强度螺栓试验小组检查、维修，并汇报故障情况，以便制定相应措施对现场螺栓进行处理。七 施工质量的检查1、高强度螺栓的施工质量检查应组织专门的试验检测人员进行。2、初拧检查用重约0.

26、3kg的小锤逐个敲击每一个螺母，同时用手指按住螺母的对边一侧，如手指感觉螺母振动过大或松动，说明该螺栓欠拧或漏拧，需重新补拧。3、终拧检查用经过标定的扭矩检查扳手进行，其精度误差须小于扳手使用扭矩值的3%。 a)采用扭矩检查扳手检查前，先目测检查初拧完成时的划线错位情况，确定终拧时有无漏拧以及垫圈或螺栓是否转动，如果画线未发生错动，则说明该螺栓漏拧，如果错位过大，则可能该螺栓超拧或垫圈打滑，应该重点检查。b)终拧扭矩检查采用紧扣法进行，即对已终拧的高强螺栓用指针式表盘检查扳手沿拧紧方向拧紧螺母，检查人员均匀加力于扳手柄，使扭矩示值均速增加，指针平稳转动，当指针停顿时，说明该扭矩值已经使的螺母发

27、生微小转动，则该扭矩值即为该螺栓的终拧检查扭矩值。c)紧扣检查前，先在螺母、垫圈上划一细线，以监测螺母的转动情况。为防止检查是栓头随螺母一同转动，引起误判，检查人员应该注意观察，并带卡游工具。d)现场检查扭矩值应在0.91.1Tch内，其中紧扣检查扭矩Tch为高强度螺栓的检查扭矩，由试验确定。如超出则该螺栓的终拧检查扭矩值不合格。e)对于每一个结点的高强度螺栓检查数量为该的结点栓群总数的5%，但不得少于二套。f)对于不合格的接点，其不合格数量不得超过栓群总数的20%，否则应继续抽查，直至有累计栓群的80%为止。然后对欠拧的螺栓进行补拧，超拧的螺栓更换后重新施拧。g)现场当天穿入节点板中的高强螺

28、栓必须当天完成初拧和终拧。终拧后的高强度螺栓必须在当天检查完毕，并做好标记。对于不合格者必须及时提出处理意见，并做好记录和签证工作。八 高强度螺栓的涂装8.1高强度螺栓终拧检查后，应及时按铁路钢桥保护涂装（TB/T15272004）和设计规定对结点和外露部分进行涂装防护。8.2高强度螺栓接头的板缝应进行清洁后用腻子封闭。8.3高强度螺栓及板面采用棕红云铁环养中间漆两道，面漆为氟碳面漆两道。九 施工工具的使用、维护和管理9.1施工用每台电动扳手应建立技术档案，其内容包括每次扭矩标定记录、标定时间、温度、施拧部位、施拧螺栓数量，与控制箱配套情况，发生故障情况及维修使用记录等。9.2电动扳手与控制箱

29、有固定编号，配套使用，一经校验发出后，任何人不得更改电动扳手与控制箱的配套及控制箱的档位，如使用过程中有异常情况，应交高强度螺栓组进行检查、维修、标定，其它人不得擅自处理。9.3 电动扳手校验前，应该提前启动电动扳手，预热35分钟，以驱除扳手电机内的潮湿空气和保证校验时扳手处于正常的工作状态，确保扭矩输出稳定。9.4电动扳手与控制箱其它扳手同应指定专人管理、标定、使用、检查和维修。电动扳手与控制箱存放库房应该有防潮的措施。9.5在潮湿气候中施工时，电动扳手的电机湿度内易超过技术规定，使绝缘度降低，极易使扳手电机损坏，因此，电动扳手在使用过程中，必须有相应的防潮和除湿措施。9.6在任何情况下，电动扳手的电机正转尚未停止前严禁立即反转，反之亦然，否则回造成电动扳手的损坏。9.7电动扳手应经常检查电机运转情况，定期对整流子进行清槽处理，碳刷火花超过1.5级时即应停止使用，进行检修。9.8扭矩