案列 单元二 材料与连接 高强螺栓安装.docx
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案列单元二材料与连接高强螺栓安装
高强螺栓安装
采用分件安装法、节间安装法或综合安装法进行刚架梁的吊装并进行高强螺栓连接,即可完成门式刚架斜梁的安装,门式刚架斜梁的安装的重点是高强螺栓连接施工。
1、高强度螺栓连接副的管理
(1)采购供使用的高强度螺栓的供应商必须是经国家有关部门认可的专业生产商,采购时,一定要严格按照钢结构设计图纸要求选用螺栓等级。
高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供应,每个包装箱内都必须配套装有螺栓、螺母及垫圈,包装箱应能满足储运的要求,并具备防水、密封的功能。
包装箱内应带有产品合格证和质量保证书;包装箱外表面应注明批号、规格及数量。
(2)高强度螺栓连接副必须配套供应。
其中扭剪型高强度螺栓连接副每套包括一个螺栓、一个螺母、一个垫圈;高强度大六角头螺拴连接副每套包括一个螺栓、一个螺母、两个垫圈。
(3)要注意高强度螺栓使用前的保管。
如保管不善,会引起螺栓生锈及沾污脏物等,进而会改变螺栓的扭矩系数及性能。
在保管中要注意如下几点:
①螺栓应存放在防潮、防雨、防粉尘,且按类型和规格分类存放。
螺栓连接副应成箱在室内仓库保管,地面应有防潮措施,并按批号、规格分类堆放,保管.使用中不得混批。
高强度螺栓连接副包装箱码放底层应架空,距地面高度大于300mm,
码高不超过三层。
工地储存高强度螺栓时,应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内,并不得损伤丝扣和沾染脏物。
连接副入库应按包装箱上注明的规格、批号分类存放。
②螺栓应轻拿轻放、防止撞击、损坏包装和损坏螺栓。
使用前尽可能不要开箱,以免破坏包装的密封性。
开箱取出部分螺栓后也应原封包装好,以免沾染灰尘和锈蚀。
在施拧前,应尽可能地保持其在出厂状态,以免扭矩系数和标准偏差或紧固轴力变异系数发生变化。
在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸,防止损伤螺纹,发现螺纹损伤严重或雨淋过的螺栓不应使用。
③螺栓应在使用时方可打开包装箱,高强度螺栓连接副在安装使用时,工地应按当天计划使用的规格和数量领取,当天安装剩余的应必须装回干燥、洁净的容器内,妥善保管,不得乱放、乱扔。
并按批号和规格保管,应严格按批号存放、使用。
不同批号的螺栓、螺母、垫圈不得混杂使用。
④在安装过程中,应注意保护螺栓,不得沾染泥沙等脏物和碰伤螺纹。
使用过程中如发现异常情况,应立即停止施工,经检查确认无误后再行施工。
⑤高强度螺栓连接副的保管时间不应超过6个月。
保管周期超过6个月时,若再次使用须按要求进行扭矩系数试验或紧固轴力试验,检验合格后方可使用。
(4)高强螺栓检测
①螺栓均应按设计及规范要求选用其材料和规格,保证其性能符合要求。
②连接副的紧固轴力和摩擦面的抗滑移系数试验试验制作单位在工厂进行。
同时由制造厂按规范提供试件,安装单位在现场进行摩擦面的抗滑移系数试验。
③连接副复验用的螺栓应在施工现场待安装的螺栓批中随机抽取,每批应抽取8套连接副进行复验。
④连接副预拉力可采用经计量检定、校准合格的轴力计进行测试。
⑤试验用的计量器具,应在试验前进行标定,其误差不得超过2%。
2、施工机具
高强度螺栓施工最主要的施工机具就是高强度螺栓电动扳手及手动工具,见表1.29。
表1.29高强度螺栓施工机具
电动工具
名称
扭矩型电动高强度螺栓扳手
扭剪型电动高强度螺栓扳手
角磨机
图例
用途
(1)用于高强度螺栓初拧
(2)用于因构造原因扭剪型电动扳手无法终拧节点
用于高强度螺栓终拧
用于清除摩擦面上
浮锈、油污等
手动工具
名称
钢丝刷
手工扳手
棘轮扳手
图例
用途
用于清除摩擦面上浮锈、油污等
用于普通螺栓及安装螺栓初、终拧
3、结构组装(高强度螺栓安装工艺及方法)
结构组装前要对摩擦面进行清理,用钢丝刷清除浮锈,用砂轮机清除影响板层间密贴的孔边、板边毛刺、卷边、切割瘤等。
遇有油漆、油污粘染的摩擦面要严格清除后方可吊装。
组装时应用钢钎、冲子等校正孔位,为了接合部钢板间摩擦面贴紧,结合良好,先用临时普通安装螺栓和手动扳手紧固、达到贴紧为止。
待结构调整就值以后穿入高强度螺栓,并用带把扳手适当拧紧,再用高强度螺栓逐个取代安装螺栓。
高强度螺栓安装工艺如图1.125所示。
高强度螺栓长度的确定见表1.30。
表1.30高强度螺栓长度
高强度螺栓长度的确定
公式
L=δ+H+nh+c
参数
δ—连接构件的总厚度mm;
H—螺母高度mm,取0.8D(螺栓直径);
n—垫片个数;
h-垫圈厚度mm;
c—螺杆外露部分长度mm
(2-3扣为宜,一般取5mm);计算后取5的整倍数。
备
图1.125安装工艺流程
1)摩擦面及连接板间隙的处理
为防止连接后构件位置偏移,以及为了钢板间的有效夹紧,尽量消除间隙。
为了保证安装摩擦面达到规定的摩擦系数,连接面应平整,不得有毛刺、飞边、焊疤、飞溅物、铁屑以及浮锈等污物;摩擦面上不允许存在钢材卷曲变形及凹陷等现象。
每个节点所需用的临时螺栓和冲钉数量,应按安装时可能产生的荷载计算确定。
在安装时,要控制以下几点:
(1)临时螺栓与冲钉之和不应少于该节点螺栓总数的1/3,临时螺栓的安装见表1.31。
目的是为了防止构件偏移。
表1.31临时螺栓安装方法
序号
临时螺栓安装方法
示意图
1
当构件吊装就位后,先用橄榄冲对准孔位(橄榄冲穿入数量不宜多于临时螺栓的30%),在适当位置插入临时螺栓,然后用扳手拧紧,使连接面结合紧密。
临时螺栓安装
2
临时螺栓安装时,注意不要使杂物进入连接面。
3
螺栓紧固时,遵循从中间开始,对称向周围的进行的顺序。
4
临时螺栓的数量不得少于本节点螺栓安装总数的30%且不得少于2个临时螺栓。
5
不允许使用高强度螺栓兼作临时螺栓,以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。
6
一个安装段完成后,经检查确认符合要求方可安装高强度螺栓。
(2)临时螺栓不应少于2颗。
(3)所用冲钉数不宜多于临时螺栓的30%。
目的是为了加大对板叠的压紧力。
(4)连接用的高强度螺栓不得兼作临时螺栓,以防止螺纹损伤和连接副表面状态改变,引起扭矩系数的变化。
(5)认真处理连接板的紧密贴合,对因板厚偏差或制作误差造成的接触面间隙,作如图1.126所示处理。
(a)t<1mm时,不处理
(b)1≤t≤3mm时,将厚板一侧按1:
10磨成缓坡
(c)t≥3mm时,加垫板
图1.126板厚偏差或制作误差处理
2)安装替换高强度螺栓注意事项:
①螺栓穿入方向应便于操作,并力求一致,目的是使整体美观。
②高强度螺栓连接中连接钢板的孔径略大于螺栓直径,并必须采取钻孔成型方法,钻孔后的钢板表面应平整、孔边无飞边和毛刺,连接板表面应无焊接溅物、油污等。
③螺栓应自由穿入螺栓孔,不能自由穿入的螺栓孔允许在孔径四周层间无间隙后用铰刀、或磨头、或挫刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。
修孔时,为了防止铁屑落入板迭缝中,铰孔前应将四周螺栓全部拧紧,使板迭缝密贴后再进行,绞孔后应重新清理孔周围毛刺,不得将螺栓强行敲入,严禁气割扩孔。
④螺接连接副安装时,螺母凹台一侧应与垫圈有倒角的一面接触,大六角头螺栓的第二个垫圈有倒角的一面应朝向螺栓头。
⑤安装高强度螺栓时,构件的摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业。
(3)初拧与终拧:
①高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、终拧。
对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。
复拧扭矩等于初拧扭矩。
初拧、复拧、终拧应在24h内完成。
②施拧一般应按由螺栓群节点中心位置顺序向外拧紧的方法进行初后应做好标志。
③初拧(复拧)与终拧扭矩的取值:
扭剪型高强度螺栓初拧扭矩按下列公式进行计算:
式中
--初拧扭矩(Nm);
--施工预拉力(kN);
--高强螺栓设计预拉力(kN);
--高强螺栓预拉力损失值(kN),宜取设计预拉力的10%;
--高强螺栓螺纹直径(mm)。
扭剪型高强度螺栓终拧应采用扔剪电动板手将尾部梅花头拧掉。
但是,个别部位螺栓无法使用扭剪电动扳子,则按同直径高强度大六角头螺栓所采用的扭矩法施拧。
高强度大六角头螺栓初拧扭矩一般为终拧的50%-60%:
高强度大六角头螺栓终拧扭矩按下列公式进行计算:
式中
-终拧扭矩(Nm);
式中
-扭矩系数;
高强度大六角头螺栓施工(标准)预拉力见表1.32。
高强度螺栓设计预拉力见表1.33。
表1.32高强度大六角头螺栓施工(标准)预拉力(KN)
螺栓的性能等级
螺栓公称直径(mm)
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
8.8级
50
75
120
150
170
225
275
10.9级
60
110
170
210
250
320
390
表1.33高强度螺栓设计预拉力值(KN)
螺栓的性能等级
螺栓公称直径(mm)
M12
M16
M20
M22
M24
M27
M30
8.8级
45
70
110
135
155
205
250
10.9级
55
110
155
190
220
290
355
施工前,按出厂批号进行高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数平均值及标准偏差(8套)的计算,扭剪型高强度螺栓连接副的紧固轴力平均值及变异系数(5套)应符合标准。
同时,大六角头高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值作为施拧时扭矩计算的主要参数。
3、施工工具标定
由于高强度螺栓连接的实际接合部作业时,无法直接测定高强度螺栓的预拉力;为此,要从使用螺栓的扭矩系数关系式(
)中,以扭短值推定其预拉力。
所以,在螺栓紧固后的检查控制必须要确认扭矩值,以取代预拉力的测定。
因此,紧固所使用的扳手一定要进行标定,以明确扭矩指示值。
常用扳手的标定方法如下:
1)带响扭矩扳手的标定步骤:
(1)确定扭矩标定值T,并将扳手扭矩调到T刻度。
(2)求出扭矩扳手的自力矩
:
,其中
为扳手自重,
为扳手重心到套筒轴线的距离。
(3)求出加荷砝码所产生的力矩
:
将螺栓穿入固定不动的连接板,拧上六角螺母,用扭矩扳手施加一个略大干T的扭矩。
将扭矩扳手的套筒套在六角螺母上,使扳手悬空处于水平位置。
在扳手的受力中心位置挂个硅码盘,然后在珐码盘上缓慢地加法码,直至扳手发出响声。
算出砝码与砝码盘的总重
,测出扳手受力中心到套筒轴线的距离
,则加荷载砝码所产生的力矩见
。
(4)求出扳手的实际扭矩值
:
,根据
修正扳手扭矩指示值。
如
,说明该扳手扭矩指标值和实际扭矩值相符,扳手是合格的。
如
,说明该扳手扭矩指示值为
时,实际扭矩值
,这时表盘上指示的值修正为
,修正后的扳手仍可使用。
但前提是扳手扭矩指示值的重复性是好的(即同样加荷标定,结果是一样的)。
2)电动扳手的标定方法:
大多数电动扳手都是双定的其既可定扭矩使用又可定转角使用。
在标定扭矩时,先将“控制选择”旋钮拨到“扭矩”位置,再将“扭矩选择”旋钮拨到将要标定的扭矩值所对应的格数指示值,标定方法有两种:
(1)磅秤标定法步骤:
①将螺栓穿入固定的连接板,拧上六角螺母,用板头拧紧。
②将电动扳手外套筒的短柄接长,内套筒套在六角螺母上,并将外套筒长柄的受力中心置于磅秤上。
③开启电动扳手,紧固螺母至扳手停。
④测出扳手停的瞬时,磅秤指示的重量G。
⑤测出接长柄受力中心到套筒轴线的距离L,则可由公式
得到电动扳手实际扭矩值
。
⑥根据
修正扳手扭矩指示值,修正方法同扭矩扳手修正方法。
(2)压力头标定法步骤:
①将螺栓穿入固定的连接板,拧上六角螺母,用扳手拧紧。
②在六角螺母的附近适当位置上装一
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