1、高強度螺栓連接的- -般要求
(1)高強度螺栓連接有施工條件好、安裝方便、可拆卸等優(yōu)點,在制作時要制孔,安裝時要對孔。一般采用I類鉆孔。對于摩擦型高強度螺栓孔徑比螺栓直徑大1.5~ 2mm,對于承壓型高強度螺栓,孔徑比螺栓直徑大1- 1.5mm。
(2)用高強度螺栓連接的構(gòu)件接觸面必須經(jīng)過摩擦面處理,按照有關(guān)規(guī)范,摩擦面抗滑移系數(shù)要達(dá)到μ=0.45-0.55。
(3)高強度螺栓連接在施工時分初擰、終擰和檢驗3個步驟,初擰時的扭矩或預(yù)緊力是終擰時的百分之五十,螺栓施擰順序是由中間向四周依次進(jìn)行。
(4)對于大六角高強度螺栓,終擰扭矩按照《銅結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接的設(shè)計、施工及驗收規(guī)程》確定。
(5)大六角高強度螺栓單位扭剪系數(shù)K在安裝之前要進(jìn)行復(fù)驗,復(fù)驗螺栓從現(xiàn)場待安裝的螺栓批除 主觀因素外,客觀因素主要有:被連接件接觸面中隨機抽取,每批取8套螺栓副用于復(fù)驗。復(fù)驗時將螺栓插人軸力計,在測出螺栓預(yù)緊力P的同時,應(yīng)測定施加于螺母上面的施擰扭矩值T,并計算扭矩系數(shù)K。
(6)對于螺栓數(shù)量較多的節(jié)點,在螺栓初擰之后還有個復(fù)擰的過程,復(fù)擰扭矩等于初擰扭矩。
(7)大六角頭螺栓終擰結(jié)束后宜采用0.3 ~0.5kg的小錘逐個敲檢,同時進(jìn)行扭矩抽查,扭矩抽查時,將螺母退回30~ 50°,再擰至原位測定扭矩,該扭矩與檢查扭矩的偏差應(yīng)在檢查扭矩的10%以內(nèi),檢查扭矩按有關(guān)規(guī)范確定。扭矩檢查應(yīng)在高強度螺栓終擰1h后,24h內(nèi)完成。
(8)扭剪型高強度螺栓終擰采用特用扳手將尾部梅花頭擰掉,終擰結(jié)束后,應(yīng)以目測尾部梅花頭擰掉為合格。
(9)高強度螺栓連接件在安裝之前要用鋼絲刷清除摩擦面上的浮銹,安裝過程中要保護(hù)摩擦面不受損壞和被臟物污染。
2、高強度螺栓連接的影響因素對高強度螺栓連接產(chǎn)生不利影響的因素很多,除主觀因素外,客觀因素主要有被連接件接觸面的間隙、粗糙度以及干燥、清潔程度。
2.1間隙的影響
如果接觸面的間隔較大,將導(dǎo)致被連接件實際接觸面積減小。高強度螺栓連接的預(yù)緊力影響區(qū)域主要為螺孔周圍3.5倍螺栓直徑范圍內(nèi),如果在此范圍內(nèi)接觸面間隙過大,相當(dāng)- -部分甚至全部預(yù)緊力將被用于消除構(gòu)件的間隙,這就等于螺孔周圍3.5倍螺栓范圍內(nèi)的實際預(yù)緊力低于標(biāo)準(zhǔn)值,節(jié)點所能提供的較大靜摩擦力也就相應(yīng)地減小了。被連接件接觸面的間隙應(yīng)按照頂緊面要求處理,即接觸面應(yīng)有70%的面緊貼,用0.3mm厚塞尺檢查,可插人的面積之和不得大于接觸頂緊總面積的30%,邊緣較大間隙不能超過0.8mm,間腺超過0.8mm的接觸面,要用砂輪進(jìn)行打磨,打磨的方向要垂直于螺栓軸力方向。
2.2粗糙度影響
摩擦面的粗糙度直接影響其抗滑移系數(shù),要想讓節(jié)點的承載力達(dá)到較大,選擇摩擦面的粗糙度就顯得至關(guān)重要。實踐表明,摩擦面的粗糙度在50- 75um之間較為理想。控制摩擦面的粗糙度是摩擦面處理的關(guān)鍵。
2.3干燥、 清潔程度的影響
被連接件的摩擦面之間如果存在水份、油污、灰塵、浮銹等雜物,都會降低節(jié)點的承載力,水份和油污的存在,就相當(dāng)于摩擦面間加了潤滑劑,摩擦面間存在灰塵和浮銹,明顯地能降低節(jié)點的承載力。因此,高強度螺栓連接件在安裝時必須保持摩擦面的干燥、清潔,特別是不允許冒雨安裝。浮銹的清除要使用鋼絲刷,清除浮銹即可。
3、摩擦面處理
3.1 噴砂后生赤銹
這是我國目前較常用的- -種方法,效果良好。磨料是單- -的石英砂或混合物?;旌衔锏闹饕煞萦欣饨巧啊㈣F丸、鋼絲頭等,按不同的比例混合而成,使用這種混合磨料進(jìn)行摩擦面處理,通常稱之為噴丸。使用噴丸法進(jìn)行摩擦面處理時,要嚴(yán)格掌握磨料配方、噴嘴直徑、噴丸壓力、噴丸角度和磨料流量等參數(shù)。
高強度螺栓連接件從制作完成到安裝的時間間隔一般為30-40d,這段時間里可以讓摩擦面自然生銹,這就是通常所說的生赤銹,當(dāng)然,在實際工程中要嚴(yán)格掌握赤銹程度,而且安裝前要清除浮銹。
3.2噴丸后摩擦面涂裝
這是一種不帶銹涂裝的方法,噴砂同上述一樣,摩擦面涂裝的工藝較為復(fù)雜,方法主要有涂無機富鋅漆、熱渡鋅等。其目的是對摩擦面進(jìn)行防腐處理,其防腐機理有兩方面,一方面是將摩擦面金屬與空氣及其中腐蝕性物質(zhì)隔開,另- -方面是利用鋅的活性比鐵強,使二者之間形成微電池,對鐵起到電化學(xué)保護(hù)作用。
橋梁和建筑物的外露式鋼結(jié)構(gòu),如果對其高強度螺栓連接的節(jié)點不采取防腐措施,受雨水侵蝕,天長日久鐵水就會外滲,既影響結(jié)構(gòu)物的外表美觀,又加快了節(jié)點的腐蝕速度。特別是對于煤礦用鋼結(jié)構(gòu)井架,要求長效防腐,涂層耐蝕年限不低于30年,高強度螺栓節(jié)點處必須進(jìn)行防腐處理。2005年12月,在對山西舊街煤礦主井井架制作時,高強度螺栓連接節(jié)點處進(jìn)行了防腐處理,在其摩擦面上涂一層環(huán)氧富鋅漆。經(jīng)過驗證,涂裝對摩擦面抗滑移系數(shù)幾乎沒有影響,并且均能滿足設(shè)計要求。
3.3砂輪打磨
這種方法適用于環(huán)境和施工條件受到限制的局部摩擦面處理,或者是摩擦面受到損壞后的修復(fù),其摩擦面抗滑移系數(shù)基本.上能滿足要求,在實際工作中使用得也較為頻繁。打磨的區(qū)域至少是螺孔直徑4倍范圍,打磨方向應(yīng)垂直于螺栓的軸力方向。
3.4使用鋼絲刷
使用鋼絲刷清除浮銹或者未經(jīng)處理的干凈軋制表面,僅用于較大地覆蓋著氧化皮或有輕微浮銹的鋼材表面,并且抗滑移系數(shù)要求不高的摩擦面。
3.5酸洗
酸洗處理是以弱酸為基底的化學(xué)除銹劑,效果雖然良好,但殘存的酸性液體將不可避免地存在,繼續(xù)腐蝕摩擦面,因此,使用這種方法要十分慎重。
比較以上五種方法,第二種方法效果較好,但成本偏高。