高強(qiáng)螺栓抗滑移系數(shù)檢測(cè)

近年來(lái)，因國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)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(shè)逐年增多，在這些工程中都大量使用到了高強(qiáng)度螺栓栓接板連接結(jié)構(gòu)，而高強(qiáng)度螺栓抗滑移系數(shù)又是其中一項(xiàng)非常重要的主控參數(shù)，因此它的質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求是保證建筑基礎(chǔ)是否安全的關(guān)鍵。

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抗滑移系數(shù)檢測(cè)的必要性

抗滑移系數(shù)是指高強(qiáng)度螺栓連接中，使連接件摩擦面產(chǎn)生滑動(dòng)時(shí)的外力與垂直于摩擦面的高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力之和的比值。

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其原理是通過(guò)高強(qiáng)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(yīng)力。

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高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)依靠螺栓桿內(nèi)的預(yù)拉力使連接件緊密貼在一起產(chǎn)生強(qiáng)大的摩擦力來(lái)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(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)的重要技術(shù)參數(shù)，施工組裝完成后，連接摩擦面的實(shí)際抗滑移系數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求是保證高強(qiáng)螺栓使用安全的關(guān)鍵，因此加強(qiáng)對(duì)高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)的檢驗(yàn)非常必要。

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不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的要求

緊隨時(shí)代的發(fā)展，國(guó)家先后制定并頒布了三個(gè)有關(guān)抗滑移系數(shù)試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是TB 2137-1990《鐵路鋼橋栓接板面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)方法》；GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；JGJ82-2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接技術(shù)規(guī)范》；這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分別對(duì)抗滑移系數(shù)試驗(yàn)所要用到的試件、檢測(cè)設(shè)備和試驗(yàn)步驟都作出了很詳細(xì)的規(guī)定。

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1、生產(chǎn)及安裝單位都需要進(jìn)行抗滑移系數(shù)的試驗(yàn)

生產(chǎn)單位和安裝單位都必須要進(jìn)行抗滑移系數(shù)的試驗(yàn)，任何一方都不可免去該試驗(yàn)。生產(chǎn)單位做摩擦實(shí)驗(yàn)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(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，而安裝單位則是為了確保產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場(chǎng)后的抗滑移系數(shù)是否符合設(shè)計(jì)要求。標(biāo)準(zhǔn)TB 2137-1990則只是提到了“制造和架設(shè)前”需要進(jìn)行抗滑移系數(shù)的測(cè)定。

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2、試件與構(gòu)件的同一性

三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定了五個(gè)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(jí)、在同一環(huán)境下運(yùn)輸和存放等。

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但標(biāo)準(zhǔn)TB2137-1990和JGJ82-2011兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的是使用同一直徑的高強(qiáng)螺栓，而GB50205-2001中卻要求采用“同批”高強(qiáng)度螺栓。其實(shí)抗滑移系數(shù)的大小主要還是取決于預(yù)拉力和摩擦力的大小，只要螺栓能夠滿足試驗(yàn)要求，是否同批并不會(huì)對(duì)檢測(cè)造成任何影響。

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影響高強(qiáng)螺栓抗滑移系數(shù)試驗(yàn)的因素

1、高強(qiáng)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(qiáng)度螺栓連接副檢測(cè)的主要參數(shù)之一，它的數(shù)值大小影響著高強(qiáng)螺栓抗滑移系數(shù)的實(shí)測(cè)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(chǔ)上，才能做抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。

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螺栓存放、運(yùn)輸、裝卸的因素：

標(biāo)準(zhǔn)JGJ 82-2011中規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接副的保管時(shí)間不應(yīng)超過(guò)6個(gè)月，當(dāng)保管時(shí)間超過(guò)6個(gè)月后使用時(shí)，必須按要求重新進(jìn)行扭矩系數(shù)或緊固力試驗(yàn)。因此除具備一般的高強(qiáng)度螺栓的機(jī)械性能外，在連接過(guò)程中更強(qiáng)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。

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2、高強(qiáng)螺栓連接板的影響

連接板材質(zhì)：

高強(qiáng)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(yàn)時(shí)，試件鋼板的厚度應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程中有代表性的板材厚度來(lái)確定，在考慮摩擦面滑移之前，在拉伸連接件時(shí)所測(cè)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(jì)算出來(lái)的抗滑移系數(shù)才是有效的。

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連接板摩擦面處理：

高強(qiáng)螺栓連接板材中，其不同的表面處理方式對(duì)抗滑移系數(shù)的影響是不同的。

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連接板摩擦面重復(fù)使用：

抗滑移系數(shù)試驗(yàn)用的板材應(yīng)該是沒有經(jīng)過(guò)拉伸的材料，拉伸用過(guò)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(qiáng)度也提高了許多，摩擦面的變化勢(shì)必會(huì)影響抗滑移系數(shù)的大小。

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試驗(yàn)儀器精度的影響：

施擰用的扭矩扳手在用前必須進(jìn)行標(biāo)定，其扭矩誤差不得超過(guò)2%。螺栓預(yù)拉力用軸力計(jì)，其誤差不得大于測(cè)定螺栓預(yù)拉力的2%，軸力計(jì)的最小示值應(yīng)在1kN以下。測(cè)抗滑移系數(shù)用的拉力試驗(yàn)機(jī)誤差應(yīng)在1%以內(nèi)。

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現(xiàn)如今，鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接工程普遍存在，高強(qiáng)螺栓連接件已廣泛地被應(yīng)用到建筑鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程中來(lái)，除了施工過(guò)程質(zhì)量控制不力的原因外，其中暴露出來(lái)的其他問題也越來(lái)越多。各個(gè)連接點(diǎn)的連接質(zhì)量更是直接關(guān)系到整個(gè)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(qiáng)度螺栓質(zhì)量差，連接件抗滑移系數(shù)不好也時(shí)有發(fā)生。為保證鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)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(qiáng)螺栓質(zhì)量處于受控的范圍，保障工程的安全！