高強螺栓抗滑移系數(shù)檢測

近年來，因國家基礎建設的高速發(fā)展，大跨度橋梁、大型水電站、大型電站鍋爐、超高層摩天大樓、電廠主廠房等大型工程建設逐年增多，在這些工程中都大量使用到了高強度螺栓栓接板連接結(jié)構(gòu)，而高強度螺栓抗滑移系數(shù)又是其中一項非常重要的主控參數(shù)，因此它的質(zhì)量是否滿足設計要求是保證建筑基礎是否安全的關鍵。
 
抗滑移系數(shù)檢測的必要性
抗滑移系數(shù)是指高強度螺栓連接中，使連接件摩擦面產(chǎn)生滑動時的外力與垂直于摩擦面的高強度螺栓預拉力之和的比值。
 
其原理是通過高強螺栓緊固產(chǎn)生的加持力夾緊板束，從而在板束的接觸面之間產(chǎn)生摩擦力，然后傳遞到垂直于螺桿軸方向的應力。
 
高強度螺栓連接時依靠螺栓桿內(nèi)的預拉力使連接件緊密貼在一起產(chǎn)生強大的摩擦力來傳遞載荷。摩擦力的大小與鋼板所受的正壓力大小成正比，與板間的摩擦系數(shù)成正比。連接摩擦面的抗滑移系數(shù)是高強度螺栓連接設計的重要技術參數(shù)，施工組裝完成后，連接摩擦面的實際抗滑移系數(shù)是否滿足設計要求是保證高強螺栓使用安全的關鍵，因此加強對高強度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)的檢驗非常必要。  
不同標準對抗滑移系數(shù)試驗的要求
緊隨時代的發(fā)展，國家先后制定并頒布了三個有關抗滑移系數(shù)試驗方法的標準，它們分別是TB 2137-1990《鐵路鋼橋栓接板面抗滑移系數(shù)試驗方法》；GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》；JGJ82-2011《鋼結(jié)構(gòu)高強螺栓連接技術規(guī)范》；這幾個標準分別對抗滑移系數(shù)試驗所要用到的試件、檢測設備和試驗步驟都作出了很詳細的規(guī)定。
 
1、生產(chǎn)及安裝單位都需要進行抗滑移系數(shù)的試驗
生產(chǎn)單位和安裝單位都必須要進行抗滑移系數(shù)的試驗，任何一方都不可免去該試驗。生產(chǎn)單位做摩擦實驗是為了保證所生產(chǎn)的產(chǎn)品摩擦面的抗滑移系數(shù)能夠達到設計規(guī)范的要求，而安裝單位則是為了確保產(chǎn)品運輸?shù)桨惭b現(xiàn)場后的抗滑移系數(shù)是否符合設計要求。標準TB 2137-1990則只是提到了“制造和架設前”需要進行抗滑移系數(shù)的測定。
 
2、試件與構(gòu)件的同一性
三個標準中都規(guī)定了五個條件：即同一材質(zhì)、同批制作、同一摩擦面處理工藝、同一性能等級、在同一環(huán)境下運輸和存放等。
 
但標準TB2137-1990和JGJ82-2011兩個標準中規(guī)定的是使用同一直徑的高強螺栓，而GB50205-2001中卻要求采用“同批”高強度螺栓。其實抗滑移系數(shù)的大小主要還是取決于預拉力和摩擦力的大小，只要螺栓能夠滿足試驗要求，是否同批并不會對檢測造成任何影響。
 
影響高強螺栓抗滑移系數(shù)試驗的因素
1、高強度螺栓連接副的影響
扭矩系數(shù)的因素：
扭矩系數(shù)是鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接副檢測的主要參數(shù)之一，它的數(shù)值大小影響著高強螺栓抗滑移系數(shù)的實測值，是影響抗滑移系數(shù)的主要因素，只有在扭矩系數(shù)合格的基礎上，才能做抗滑移系數(shù)試驗。
 
螺栓存放、運輸、裝卸的因素：
標準JGJ 82-2011中規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接副的保管時間不應超過6個月，當保管時間超過6個月后使用時，必須按要求重新進行扭矩系數(shù)或緊固力試驗。因此除具備一般的高強度螺栓的機械性能外，在連接過程中更強調(diào)扭矩系數(shù)的穩(wěn)定性，只有扭矩系數(shù)穩(wěn)定的情況下，抗滑移系數(shù)才能得到保證。
 
2、高強螺栓連接板的影響
連接板材質(zhì)：
高強螺栓連接板材通常采用Q235和Q345兩種，在做抗滑移系數(shù)檢驗時，試件鋼板的厚度應根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程中有代表性的板材厚度來確定，在考慮摩擦面滑移之前，在拉伸連接件時所測得的滑移荷載值是在鋼板沒有變形之前所得的數(shù)值，這樣最終利用滑移荷載值計算出來的抗滑移系數(shù)才是有效的。
 
連接板摩擦面處理：
高強螺栓連接板材中，其不同的表面處理方式對抗滑移系數(shù)的影響是不同的。
 
連接板摩擦面重復使用：
抗滑移系數(shù)試驗用的板材應該是沒有經(jīng)過拉伸的材料，拉伸用過的試件由于板材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的變化，屈服強度也提高了許多，摩擦面的變化勢必會影響抗滑移系數(shù)的大小。
 
試驗儀器精度的影響：
施擰用的扭矩扳手在用前必須進行標定，其扭矩誤差不得超過2%。螺栓預拉力用軸力計，其誤差不得大于測定螺栓預拉力的2%，軸力計的最小示值應在1kN以下。測抗滑移系數(shù)用的拉力試驗機誤差應在1%以內(nèi)。
 
現(xiàn)如今，鋼結(jié)構(gòu)高強螺栓連接工程普遍存在，高強螺栓連接件已廣泛地被應用到建筑鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程中來，除了施工過程質(zhì)量控制不力的原因外，其中暴露出來的其他問題也越來越多。各個連接點的連接質(zhì)量更是直接關系到整個工程的質(zhì)量，其中抗滑移系數(shù)的好壞也直接影響鋼結(jié)構(gòu)工程的優(yōu)劣，高強度螺栓質(zhì)量差，連接件抗滑移系數(shù)不好也時有發(fā)生。為保證鋼結(jié)構(gòu)高強度螺栓連接工程的質(zhì)量，需要找出影響因素，不斷分析原因，才能保證高強螺栓質(zhì)量處于受控的范圍，保障工程的安全！