论文 提高钢结构高强螺栓过孔率的有效途径.doc

提高钢结构高强螺栓过孔率的有效途径摘要通过对黄骅2*60万kw发电机组主厂房钢结构制作工程经验的总结，分别从设计、制作、安装方面归纳了几点提高钢结构高强螺栓过孔率的有效途径，给其它同类工程以借鉴。关键词：钢结构 高强螺栓过孔率0 前言随着钢结构日益发展，高强螺栓节点以其方便快捷，抗震性能好，安装快工期短的优势使其应用越来越普遍。高强螺栓节点的使用减少了焊接工作量，克服了焊接接头脆性的弱点，更有效的保证了工程进度和质量。但是高强螺栓节点在制作与安装施工中存在一定的难度，如何在施工中提高高强螺栓的过孔率，保证连接接头施工质量变得尤为突出。以下通过对黄骅2*60万kw机组主厂房钢结构制作经验的总结，从设计、制作、安装等方面浅谈一下提高高强螺栓的过孔率的几个途径。1. 工程概况2004年6月我公司承担了黄骅2*60万kw机组主厂房钢结构制作任务，总工程量9900多吨，构件主要连接形式为高强螺栓连接，高强螺栓用量达34万套，高强螺栓孔102万个。高强螺栓的连接遍布于柱梁节点、梁梁节点、支撑节点、吊车梁节点等，见下列节点示例(图1至图4)，制作难度较高。经过充分研究准备，认真组织施工，高强螺栓过孔率达到99.5%以上，钢结构的制作质量得到了业主、监理及施工单位的一致认可。图2 柱梁节点的连接形式图1钢柱节点的连接形式图3 主次梁连接形式图4 柱间支撑的连接形式2. 提高高强螺栓的过孔率的三个方面2.1设计2.1.1螺栓节点设计优化。图5 螺栓节点设计计算优化根据工程的具体情况，选择适当规格的螺栓，优化高强螺栓布置，对节点进行优化设计，从而降低高强螺栓使用数量，使螺栓孔的数量减少，这样既减小了施工的难度，又降低了施工成本。例如如图5所示，相同受力的节点经过计算优化，右侧节点9套高强螺栓，左侧节点16套高强螺栓，仅腹板连接节点减少了7套高强螺栓。 2.1.2 主次梁节点的连接形式的优化设计主次梁为铰接连接的双剪连接经优化设计可变更为单剪连接的铰接连接方式，即减少了螺栓数目，同时也降低了加工的难度，减小了施工成本。建议的施工节点如图6所示：图6 主次梁的连接方式优化示例2.1.3 对于H型钢高强螺栓连接形式，可与设计洽商更改为如下图7所示栓焊混合连接方式，即腹板高强螺栓连接，翼缘板熔透焊接的等强连接方式，例如钢柱、钢梁及钢支撑的连接均可参照此样式进行更改，这样即减少了制作预装的工作量，又方便现场安装。图7 H型的连接方式优化示例2.1.4 钢柱的分段设计优化。 根据现场吊装及运输能力，尽量增加单节柱的长度，减少柱节数，从而减少柱本身的高强螺栓连接节点。2.2制作2.2.1所有连接板及连接角钢采用平面数控钻孔。连接板切割应采用精密切割或半自动切割。连接角钢采用锯切，不宜采用火焰切割。连接板及连接角钢钻孔时画出基准线/面，以基准线/面进行平面数控钻孔。装配时以此基准线/面为基准进行装配。2.2.2对有要求端铣加工的构件，在组焊完毕后在端铣机上进行端面铣平。端铣加工的垂直度是保证孔端距的重要条件，构件的连接定位要以端铣面为基准进行钻孔。2.2.3平台梁及次梁钻孔采用连接板套钻。连接板孔采用平面数控钻床在测量好的平台上采用摇臂钻钻孔，以保证螺栓孔的垂直度。2.2.4主要部位包括主梁、钢柱、支撑进行预拼装。部分构件的螺栓孔可以在平面预拼装时钻孔，如支撑及主梁腹板上的高强螺栓孔。预拼装时柱间距控制在1mm。2.2.5 控制温度变化对钢尺精度的影响。20m以上的钢尺送交专业计量检定机构进行尺长检定。并按标准尺比对的方法进行日常检测。Lo=Lo-L-t=Lo-0.000125Lo-0.000012(T-20)Lo注：T为测量时的气温；t为温度改正数；Lo为待测的理论距离；Lo为修正后的尺上应读数。实际测量时，钢尺拉力为15Kg。2.3安装2.3.1钢柱安装的控制及要求 控制钢结构的安装偏差是提高安装过孔率的重要保证。安装时应保证钢柱与定位轴线的位移及标高、垂直度。钢柱安装应遵循钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001及高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98的有关规定，安装时的精度要求要比规范要求更高，允许偏差项目比较及要求如表1：表1： 钢柱安装允许偏差对比表项 目GB50205-2001JGJ99-98柱底座位移5.03.0柱基准点标高+3.0-5.0+2.0柱垂直度单节柱H/1000且不大于10.0H/1000柱全高全高不超过35.0(H/2500)+10且502.3.2 钢柱、梁、支撑安装方法合理的安装顺序为：A钢柱的初步安装校正(临时固定)B. 确定安装基准节。基准节应确定在整体刚性较大的部位，一般选择带有柱间撑的部位做为基准节。C. 精调基准节柱垂直度及定位偏差D. 安装基准节支撑及钢梁高强螺栓并紧固，使之形成稳定单元并经验收合格。E. 从基准节扩展逐步调整钢柱安装钢梁，随时紧固高强螺栓，直至最终完成。2.3.3 柱梁校正方法图8 钢柱安装标高调整示意图柱的校正包括柱定位轴线、柱标高及柱垂直度的校正，同时要保证柱跨距，即梁长度。柱的标高校正示意如图8所示，标高点A与B均由柱的牛腿上表面测量，调整时利用耳板间的楔子调整来控制AB距离为400就可以保证安装标高。柱的垂直度校正示意如图9，在柱子两个相互垂直的方向架设两台经纬仪用于测量柱的垂直度，在每一根钢柱的互相垂直的两侧各设置一根缆绳用以调整柱子的垂直度。图9 钢柱垂直度调整示意图2.3.4 安装对孔方法高强螺栓的对孔应采用专用工具进行，一般采取过孔冲子的办法来完成，过孔冲子的最大直径一般比螺栓孔径大0.30mm，过孔冲子示意如图10所示：图10 过孔冲子图安装时一般应在每个节点上打上至少三个过孔冲子，然后安装高强螺栓并紧固，最后再拆除过孔冲子，补上高强螺栓。在安装时如局部有错孔者也要用过孔冲子校正。2.3.5错孔的修整安装时如遇高强螺栓孔错位，错位不大，可采用铰刀进行修整，修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。如果错位较大，错孔数较多则需要更换连接板。高强螺栓孔的修整不允许气割扩孔。3. 结语对于安装节点为高强螺栓的钢结构