謝晟德

（青海省海南天和路橋工程有限公司,青海 海東 810699）

0 引言

近年來(lái)，鋼混組合梁在我國(guó)城市立交橋梁及建筑結(jié)構(gòu)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并且正朝著大跨方向發(fā)展。鋼混組合梁在我國(guó)的應(yīng)用實(shí)踐表明，其兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，適合我國(guó)基本建設(shè)的國(guó)情，是未來(lái)結(jié)構(gòu)體系的主要發(fā)展方向之一[1]。而鋼混組合梁的連接方式對(duì)鋼混組合梁的結(jié)構(gòu)和性能有著直接影響，該文主要闡述鋼混組合梁栓接的工藝流程和方法。

1 依托項(xiàng)目概述

樂(lè)都樞紐互通立交位于海東市樂(lè)都區(qū)東崗村，是連接該項(xiàng)目與G6京藏高速公路的T型樞紐互通立交，并預(yù)留未來(lái)向北延伸的條件，與G6京藏高速交叉樁號(hào)為JZK1747+933.778。該互通包括A、B、C、D、X、Y匝道、京藏高速主線，如圖1所示[2]。

圖1 樂(lè)都樞紐橋梁布置圖

2 栓接工藝要求

（1）該項(xiàng)目箱體栓接位置采用內(nèi)外兩塊連接板通過(guò)M24高強(qiáng)螺栓連接頂?shù)赘拱?，如圖2所示。其連接孔為φ26的通孔，為保證整橋連接的準(zhǔn)確性，采用一半廠內(nèi)打孔，一半現(xiàn)場(chǎng)配孔的工藝方式，這種工藝方式有利于現(xiàn)場(chǎng)箱梁拼裝和調(diào)整，利于整橋連接。

圖2 箱體連接示意圖

（2）根據(jù)吊裝順序?qū)⑦B接板點(diǎn)焊在箱體端頭，使箱體與連接板同時(shí)吊裝，省去后續(xù)吊裝連接板的工作。在吊裝完成后對(duì)整橋箱體間隙進(jìn)行調(diào)整，再將位置有誤差的連接板調(diào)整好，準(zhǔn)備成橋連接。

此方式大大節(jié)省了后續(xù)連接板安裝的工期以及人工投入，并且連接板點(diǎn)焊在箱體上有利于箱體定位和吊裝，方便現(xiàn)場(chǎng)施工。箱體吊裝如圖3所示。

圖3 箱體吊裝示意圖

3 栓接工藝流程

在吊裝完成后，對(duì)兩梁之間進(jìn)行栓接配孔并用螺栓連接，流程如下：

（1）箱體配鉆。使用磁力鉆對(duì)箱體頂?shù)赘拱鍏⒄者B接板上已有孔位進(jìn)行配鉆，要求內(nèi)外連接板的孔位偏差≤2 mm，使得梁端間具有栓接條件，并使用氣槍對(duì)每個(gè)孔進(jìn)行鐵削清理，清理螺栓孔內(nèi)的鐵削。

（2）穿螺栓。該次使用的螺栓是強(qiáng)度為10.9 s的高強(qiáng)螺栓，按照設(shè)計(jì)每個(gè)螺栓配備兩個(gè)平墊片。最終完成栓接樣式如圖4所示。

圖4 螺栓連接完成圖片

（3）緊螺栓。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，該項(xiàng)目使用10.9級(jí)M24高強(qiáng)度螺栓，螺栓緊固力為225 kN。

M24高強(qiáng)度螺栓擰緊力矩計(jì)算公式為：

式中，d——螺紋公稱直徑（mm）；F——預(yù)緊力（N）；K——擰緊力系數(shù)（擰緊力系數(shù)參考表1）[3]。

表1 擰緊力系數(shù)表

根據(jù)鋼混組合梁表面要求可得知，擰緊力系數(shù)K選用無(wú)潤(rùn)滑的一般加工表面，即K=0.18～0.21，而預(yù)緊力K=225 kN，d為24 mm，則可得：

T=K×F×d=（0.18～0.21）×225×24=972～1 134 Nm

計(jì)算可得，螺栓扭矩選用972～1 134 Nm范圍內(nèi)均為合格，按照扭矩螺栓規(guī)范，螺栓扭矩不允許一次擰緊完成，故使用兩次扭緊，初扭選擇600 Nm，終扭選擇1 100 Nm[4]。擰緊方式如圖5所示，最終連接成果如圖6所示。

圖5 電動(dòng)扭矩扳手?jǐn)Q緊底板螺栓

圖6 完成終扭的頂?shù)赘惯B接螺栓

（4）用數(shù)顯扭矩扳手對(duì)螺栓扭矩進(jìn)行檢測(cè)，如圖7所示。

由圖7可讀檢測(cè)扭矩為1 075 Nm，符合計(jì)算書(shū)結(jié)果972～1 134 Nm要求。該次施工共計(jì)2 880顆螺栓，抽檢10%，合格率為81.5%[5]，施工螺栓扭矩符合設(shè)計(jì)要求。

圖7 檢測(cè)數(shù)據(jù)

（5）高強(qiáng)螺栓安裝工藝及方法：

1）當(dāng)鋼箱梁吊裝到指定位置后，使用高強(qiáng)螺栓對(duì)鋼箱梁進(jìn)行臨時(shí)固定，連接面不可有雜物和污漬（如圖8所示）。

圖8 連接面雜物清理

2）高強(qiáng)螺栓安裝施工時(shí)，箱梁表面必須保持干燥，不得在雨雪天氣行安裝施工。

3）裝配和緊固接頭時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守由中間向四周擴(kuò)展的順序，執(zhí)行初擰、復(fù)擰、終擰施工工序，每遍擰緊都應(yīng)對(duì)已經(jīng)擰緊的螺栓進(jìn)行標(biāo)記，避免漏擰的情況發(fā)生。當(dāng)高強(qiáng)螺栓群施工遇到有死角時(shí)候（扭矩扳手無(wú)法施擰的地方），采用套筒扳手進(jìn)行施擰。

4）高強(qiáng)螺栓初擰后須對(duì)每個(gè)螺栓用敲擊法檢查，檢查出的問(wèn)題處理完成后，方可按照原來(lái)的步驟進(jìn)行初擰和終擰，初擰到終擰必須在一天之內(nèi)完成。終擰完成后，按螺栓總數(shù)的5%，采用螺母退扣檢查，當(dāng)天擰好的螺栓應(yīng)當(dāng)全部補(bǔ)擰，超擰者應(yīng)該更換。

5）為避免鋼板厚度偏差或者制作誤差造成的鋼板安裝間隙，高強(qiáng)螺栓安裝時(shí)應(yīng)保證鋼材表面無(wú)浮銹、污漬等，摩擦面應(yīng)平整光滑。出現(xiàn)間隙應(yīng)按表2的方法進(jìn)行處理。

表2 高強(qiáng)螺栓間隙處理方法

4 BIM輔助工藝技術(shù)

在深化圖紙階段，對(duì)鋼箱梁進(jìn)行建模，在三維模型中，直觀地模擬施工過(guò)程，對(duì)施工過(guò)程栓接定位做到把控，用圖紙掌控高精度施工，將誤差降到最低。具體如圖9～11所示。

圖9 BIM建模對(duì)栓接橋梁加工工藝輔助一

圖10 BIM建模對(duì)栓接橋梁加工工藝輔助二

圖11 BIM建模對(duì)栓接橋梁加工工藝輔助三

5 結(jié)論

栓接橋梁有著焊接橋梁不具有的特性和優(yōu)勢(shì)，栓接橋梁對(duì)于鋼混組合梁加工的精度要高于焊接橋梁，對(duì)鋼混組合梁加工工藝提出了更高的要求。但有BIM輔助鋼混組合梁加工，完全可以在深化圖紙環(huán)節(jié)滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)，栓接橋梁憑借施工優(yōu)勢(shì)更能占據(jù)市場(chǎng)。該文借助施工過(guò)程對(duì)栓接工藝進(jìn)行分析，供鋼混組合梁栓接施工參考。