高強(qiáng)度螺栓緊扣法檢查在港珠澳大橋上的應(yīng)用

段呈輝

摘要：螺栓質(zhì)量檢查分為松扣-回扣法和緊扣法兩種，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，關(guān)于松扣-回扣法檢查描述很詳細(xì)，但對于緊扣法描述相對簡單籠統(tǒng)，沒有統(tǒng)一的操作規(guī)程和操作步驟，因此，對于使用緊扣法質(zhì)量檢查，應(yīng)該進(jìn)行測定緊扣檢查扭矩試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)規(guī)范統(tǒng)一緊扣法施工質(zhì)量檢查。

Abstract： Bolt quality inspection is divided into two types： loose fitting-rebate method and tight-fitting method. In the standard specification， the description of the loose fitting-rebate method is very detailed， but the description of the tight-fitting method is relatively simple and general， and there is no uniform operation procedure and the operation steps， therefore， for the use of the tight-fitting quality inspection， the tight-checking test should be carried out， and the construction quality inspection should be standardized.

關(guān)鍵詞：緊扣法;緊扣比試驗(yàn);緊扣檢查扭矩

Key words： tight-fitting method;tight-fitting ratio test;tight-fitting inspection torque

中圖分類號：U446? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0196-02

0? 引言

港珠澳大橋是連接香港、珠海和澳門的跨海大橋，全橋總長55公里，屬箱型梁結(jié)構(gòu)，每段鋼箱梁連接，主橋面是焊接連接，橋面下面U肋部分是螺栓連接。所用高強(qiáng)度螺栓80多萬套，主要由M22×70和M22×95兩種規(guī)格螺栓構(gòu)成，高強(qiáng)度螺栓檢查分為松扣-回扣法檢查和緊扣法檢查，松扣-回扣法檢查是指，用檢查扳手使螺栓擰松約30°，再用檢查扭矩扳手把螺母重新擰緊到原來的位置，測出此時(shí)的扭矩，而緊扣法檢查是指，用檢查扭矩扳手直接擰緊螺母，螺母出現(xiàn)微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測得的扭矩，由于該橋?qū)傧湫徒Y(jié)構(gòu)，U肋螺栓連接處于箱型中，空間狹小，使用松扣-回扣法檢查不方便操作，因此本橋經(jīng)和監(jiān)理溝通，采用緊扣法質(zhì)量檢查。

1? 緊扣法和松扣-回扣法

目前我國鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓施工后，一般情況下采用松扣-回扣法進(jìn)行扭矩檢查，本橋由于受空間限制的影響，故而采用緊扣法檢查，TBJ214中關(guān)于松口-回扣法檢查的具體操作步驟給的很詳細(xì)，但對于緊扣法描述相對簡單籠統(tǒng)，導(dǎo)致對緊扣法的理解出現(xiàn)偏差，具體操作步驟存在差異，所以，如何規(guī)范緊扣法施工質(zhì)量檢查是一個(gè)重要研究課題。

2? 緊扣檢查扭矩確定方案

要使用緊扣法檢查需要確定緊扣檢查扭矩，引用TBJ214中的規(guī)定“當(dāng)有足夠、準(zhǔn)確的實(shí)測試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，本規(guī)定也允許采用緊扣法進(jìn)行檢查，此時(shí)緊扣檢查扭矩必須在現(xiàn)場確定，在測定緊扣檢查扭矩時(shí)應(yīng)確認(rèn)此時(shí)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力誤差在設(shè)計(jì)預(yù)拉力的±2%范圍內(nèi)”?？梢岳斫鉃榫o扣檢查扭矩需要在現(xiàn)場施工環(huán)境下確定，需要在螺栓上加裝壓力感應(yīng)器，用來控制設(shè)計(jì)預(yù)拉力誤差，再用檢查扭矩扳手緊扣檢查此時(shí)的扭矩，就是緊扣檢查扭矩，此方法要求過于高，不易控制預(yù)拉力，而且每個(gè)批號的螺栓都需要測定，所需實(shí)測數(shù)據(jù)量太大，不易操作，因此可以考慮另一種方案。該方案是：在試驗(yàn)室里測定緊扣檢查扭矩，把螺栓安裝在扭矩系數(shù)試驗(yàn)儀上，用電動(dòng)扳手把螺栓施擰到預(yù)拉力為設(shè)計(jì)預(yù)拉力誤差±2%以內(nèi)，此時(shí)扭矩測量儀上顯示的扭矩值，就是該螺栓的檢查扭矩，從GB50205-2017中，我們得知高強(qiáng)度螺栓終擰1h時(shí)，螺栓預(yù)拉力的損失已大部分完成，因此等待一個(gè)小時(shí)，螺栓預(yù)拉力的損失已大部分完成，此時(shí)采用緊扣擰緊，測得衰減后的扭矩，本文用緊扣比A來表示衰減比值，根據(jù)TBJ214條文規(guī)定“考慮到預(yù)拉力損失約為10%，所以高強(qiáng)度螺栓連接副的施工預(yù)拉力為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的1.1倍”，即螺栓的預(yù)拉力已經(jīng)從施工預(yù)拉力衰減到了設(shè)計(jì)預(yù)拉力，也即終擰扭矩衰減后是檢查扭矩，故用終擰扭矩乘以緊扣比A就是緊扣檢查扭矩。

3? 緊扣比試驗(yàn)

以該橋G1梁段U肋連接所用1405-62 M22×70螺栓為例，詳述試驗(yàn)過程。①抽取8套螺栓連接副樣品進(jìn)行試驗(yàn)，首先正確安裝在扭矩系數(shù)試驗(yàn)儀上，然后使用電動(dòng)扳手進(jìn)行初擰、終擰，使螺栓預(yù)拉力達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)拉力誤差±2%以內(nèi)，記錄此時(shí)的預(yù)拉力P1和扭矩T1，并且在螺栓和螺母相對位置畫一條細(xì)直線，如圖1所示。②靜止1個(gè)小時(shí)，再用檢查扭矩扳手?jǐn)Q緊螺母，使螺母發(fā)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)角度大約2～3°，記錄此時(shí)的預(yù)拉力P2和扭矩T2，如圖2所示。③依次做完剩余的螺栓，記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1231-2006中的公式計(jì)算出扭矩系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差，根據(jù)TBJ 214-1992中的公式Tc=K·Pc·d（該橋施工預(yù)拉力Pc=220kN）計(jì)算出終擰扭矩，緊扣比A等于緊扣扭矩T2除以扭矩T1，終擰扭矩Tc乘以緊扣比A即是緊扣檢查扭矩，見表1。

4? 緊扣法檢查和松扣-回扣檢查對比試驗(yàn)

緊扣法檢查：根據(jù)表1，Tjch=594Nm，合格范圍（535-653）Nm，松扣-回扣法檢查：根據(jù)公式Tch=K×P×d（設(shè)計(jì)預(yù)拉力P=200kN）計(jì)算出Tch=572Nm，合格范圍（515-629）Nm，緊扣檢查扭矩和松扣-回扣檢查扭矩差值Tjch-Tch≈20Nm。我們通過螺栓現(xiàn)場檢查，分別用兩種不同的檢查方法對同一位置的螺栓進(jìn)行檢查，然后又分別在不同位置進(jìn)行檢查，測得8組對比檢查值如表2。

通過實(shí)測數(shù)據(jù)分析得知，緊扣法檢查扭矩值比松扣-回扣法檢查扭矩值大20Nm左右，緊扣比試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)相符，因此，通過緊扣比試驗(yàn)確定緊扣檢查扭矩的方案，具有準(zhǔn)確性、可行性。

5? 緊扣法質(zhì)量檢查

G1梁段U肋螺栓連接部分，經(jīng)過扳手標(biāo)定、螺栓初擰和終擰后，在4到24小時(shí)內(nèi)，由專職質(zhì)量檢查員用緊扣法對螺栓質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查方法是在螺母與螺栓相對位置畫一條細(xì)直線，用檢查扭矩扳手?jǐn)Q緊螺母，使螺母發(fā)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)，讀出此時(shí)扭矩值，記錄此時(shí)的檢查扭矩值，做好終擰檢查記錄，其合格范圍為0.9Tjch～1.1Tjch，該環(huán)口總共1200套螺栓抽查數(shù)量為14個(gè)，全部合格如圖4，如果有不合格的，不合格數(shù)量不得超過抽查總數(shù)的20%，如超過此值，則繼續(xù)抽查至累計(jì)總數(shù)的80%合格為止，然后對欠擰者補(bǔ)擰，超擰者更換螺栓重新擰緊。

6? 結(jié)語

目前，高強(qiáng)度螺栓檢查有松扣-回扣法和緊扣法檢查兩種，一般情況下，選擇松扣-回扣法檢查，如果遇到操作空間窄小，或者高空作業(yè)，不易使用松扣-回扣法檢查，可以考慮采用緊扣法檢查，要使用緊扣法檢查，應(yīng)該測定緊扣檢查扭矩，應(yīng)當(dāng)編制緊扣法檢查工藝，使緊扣法檢查規(guī)范化。

參考文獻(xiàn)：

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[4]JBJ82-2011，鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)結(jié)規(guī)范[S].