作者：段成辉（中铁山海关大桥集团有限公司 秦皇岛 066205）
0 前言
港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的跨海大桥，大桥全长55公里，为箱梁结构，各节钢箱梁相互连接。主桥面采用焊接，桥面下U肋部分采用螺栓连接，共使用高强度螺栓80余万套，主要由M22*70、M22*95两种规格螺栓组成。高强度螺栓的紧固方法分为松紧法检验和紧紧法检验，松紧法检验即用检查扳手将螺栓松开30°左右，再将螺母拧紧至原紧固力矩。用检查扭力扳手将螺母拧紧到位，测量此时的扭力。紧拧法检查是用检查扭力扳手直接将螺母拧紧，当螺母轻微旋转时，测量出扭力。 由于该桥为箱型结构，U型肋螺栓连接为箱型，且空间狭小，不便采用松紧法检查，因此，经与主管沟通，该桥采用紧定法质量检验。
1 紧扣法和松扣法
目前，我国钢结构高强度大六角头螺栓施工后钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母，一般采用松紧回缩法进行扭矩检查，本桥因场地限制，采用紧紧回缩法进行检查TBJ214中对松紧回缩法检验的具体操作步骤给出了很详细的说明，但对紧紧法的描述比较简单、笼统，导致对紧紧法的理解和掌握存在偏差。具体操作步骤存在差异，因此，如何规范紧固件施工质量检验是一个重要的研究课题。
2 紧固检验扭矩确定方案
采用紧固法检查，需要确定紧固检查扭矩。TBJ214中规定：“当有充分、准确的试验数据时，本规定也允许采用紧固法检查。此时必须现场确定紧固检验扭矩，确定紧固检验扭矩时应确认高强度螺栓的预紧力误差在设计预紧力的±2%范围内。 ”可以理解为拧紧检验扭矩需要在现场施工环境下确定，需要在螺栓上安装压力传感器来控制设计预紧力误差，然后用扭矩扳手此时拧紧并检查扭矩，即为拧紧检验扭矩。此方法要求太高钢结构用高强度大六角头螺栓,大六角螺母，不易控制预紧力。而且每批螺栓都需要测量。所需的测量数据量体积过大，操作困难，因此可以考虑另外一种解决方案。 解决的方法是：在实验室测量紧固检验扭矩，将螺栓安装在扭矩系数检测仪上，用电动扳手拧紧螺栓，直至预紧力在设计预紧力误差+-2%以内。此时扭矩测量仪上显示的扭矩值即为螺栓的检验扭矩，从GB50205-2017中我们知道，高强度螺栓在最终拧紧1h后，螺栓预紧力的损失已经因此，等待一小时后，螺栓预紧力损失已基本完成，此时采用紧固方式测量衰减扭矩，本文以紧固率A表示衰减率。 根据TBJ214的规定，“考虑约10%的预拉力损失，高强螺栓连接副的施工预拉力为设计预拉力的1.1倍”，即预拉力螺栓的拉力已由施工预拉力衰减到设计预拉力，即最终紧固扭矩为衰减后的检验扭矩，因此最终紧固扭矩乘以紧固倍率A即为紧固检验扭矩。
3 紧密度比试验
以该桥G1梁段U型肋连接采用的1405-62M22*70螺栓为例，详细介绍了试验过程：1）选取8组螺栓连接对试件进行试验。首先将它们正确安装在扭矩系数测试仪上，然后用电动扳手进行初紧和终紧，使螺栓预紧力达到设计预紧力误差+-2%以内。 记录此时的预拉力P1和扭矩T1，并在螺栓和螺母的相对位置之间画一条细直线，如图1所示。2）静置1小时后，用用力矩扳手使螺母稍微旋转，旋转角度约为2-3°，记录此时的预拉力P2和扭矩T2，如图2所示。3）将其余螺栓逐一拧紧一、记录相应数据，按照国家标准GB/T1231-2006中的公式计算扭矩系数和标准偏差，按照TBJ 214-1992中的公式Tc=K·Pc·d计算最终拧紧扭矩（桥梁结构预紧力Pc=220kN）。紧固比A=紧固扭矩T2除以扭矩T1。 最终紧固扭矩Tc乘以紧固率A即为紧固检查扭矩，见表1。
4 紧扣检查与松扣回缩检查对比试验
拧紧法检验：按表1计算，Tjch=594Nm，合格范围（535-653）Nm，松开退让法检验：按公式Tch=K*P*d（设计预紧力P=200kN）计算，Tch=572Nm计算得出，合格范围为（515-629）Nm，紧固检验扭矩与松开检验扭矩之差为Tjch-Tch=20Nm。对同一位置的螺栓分别采用两种不同的检验方法进行检验，然后对其进行不同位置的检测，测得如表2所示的8组对比检验值。
通过实测数据分析得知，拧紧法扭矩值比松回法扭矩值大约20Nm，拧紧比试验结果与现场实测数据相符，因此，该方案通过紧固率试验确定紧固检验扭矩的方法是准确、可行的。
5.紧固件质量检查
对于G1梁截面的U型肋螺栓连接，螺栓在扳手校准、初拧、终拧后，专职质检员在4~24小时内采用拧紧方式对螺栓质量进行检测。检测方法就是在螺母与螺栓的相对位置之间画一条细直线，用检验扭矩扳手拧紧螺母，使螺母稍微旋转，读取此时的扭矩值，记录此时的检验扭矩值，并做好最终紧固检查记录，合格范围为0.9Tjch-1.1Tjch，本环共计1200组螺栓，抽检数量为14个，全部合格，如图4所示如有不合格，其不合格数不得超过抽查总数的20%。 若超过此值，则继续抽检，直到累计总数的80％合格，然后对拧紧不足的进行紧固，对拧紧过度的进行更换，重新拧紧。
六，结论
目前，高强度螺栓的检测方法有松扣法和紧扣法两种，一般采用松扣法，如果操作空间狭小或操作人员在高度，不易采用松线回缩法，可考虑采用紧线法，如采用紧线法，应测量紧线检验扭矩，并进行紧线应编制检验流程，规范紧线检验。
参考
[1] GB/T1231-2006，钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件[S]。
[2] TBJ 214-1992，铁路钢桥高强度螺栓连接施工规程[S]，
[3] GB50205-2017，钢结构工程质量验收规范[S]。
[4] JBJ82-2011，钢结构高强度螺栓连接技术规范[S]。
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