扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓抗滑移系数试验的对比

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图1拉力构件示意图1.2试验方法 先将冲钉打入试件孔定位，然后逐个换成装有压力传感器的高强度螺栓，或换成同批经预拉力复验的扭剪型高强度螺栓。

高强度螺栓应分初泞终牛初拧达到螺栓预拉力标准值的50%左右。终朋，螺栓预拉力应符合下列规定：1-2.1大六角头高强螺栓 对装有压力传感器高强度螺栓，采用电阻应变仪实测控制试件试件中每个螺栓的预拉力值在 0.95P-1.05P(P为高强度螺栓设计预拉力值)之间。

1-2.2扭剪型高强螺栓 扭剪型高强度螺栓的预拉力(紧固轴力 )可按同批复验预拉力的平均值取用。

将组装好的试件置于拉力试验机，试件的轴线应于试验机夹具中心严格对中。加荷时，应先加 10%的抗滑移设计荷载值 ，停 lmin后 ，再平稳加载，加荷速度为 3-5kN/s。

直拉至滑动破坏(试验机发生回针现象或试件侧面发生错动或 X-Y记录仪变形曲线发生突变或试件发生嘣”的Ⅱ向声1，测得滑移荷载N 。

2 试验结果抗滑移系数就是使连接件摩擦面产生滑动时的外力Value Engineering ·153·与垂直于摩擦面的高强螺栓预拉力之和的比值。在构件摩擦面处理工艺相同的情况下，构件间的预紧力是由对螺栓施加的预拉力来实现的，应根据试验所测得的滑移荷载N 和螺栓预拉力 P的实测值 ，按下式计算，宜取小数点二位有效数字。 - -- (1)ng Pii 1式中 N.，-- 由试验测得的滑移载荷(kN)；n广摩擦面面数，取 IlF2；m Pi--试件滑移-侧高强度螺栓预拉力 实测值i 1(或同批螺栓连接副的预拉力平均值 )之和(取三位有效数字 )(kN)：rn- 试件-侧螺栓数量，取 m21。

2.1大六角头高强螺栓 为确保螺栓连接的安全性，在进行抗滑移系数试验前应对大六角头高强螺栓进行扭矩系数的复验闭，应取同批大六角头高强螺栓连接副 8套进行扭矩系数复验。计算公式如下：个 K L (2) t'xo式中 施拧扭矩(N·1/1)；d--高强螺栓的公称直径(rain)；螺栓预拉力(kN)。

本次试验的M24大六角高强螺栓扭矩系数为 0.122，标准偏差为0.0043，符合扭矩系数平均值为 0.110～0.150，标准偏差应小于或等于 0.0100的要求嘲。

根据JGJ 82-2011(钢结构高强度螺栓连接技术规程》的规定 ，大六角头高强螺栓的预拉力设计值应符合表 1的要求。

表 1大六角头高强螺栓预拉力设计值[41 kN螺栓性能等级 螺栓规格M16 M2O M22 M24 M27 M3O10.9S loo 155 190 225 290 355在本次试验中，采用的是 M24，1O.9S的大六角头高强螺栓 ，预拉力值范围 0.95P～1.05P(214-236kN)，通过压力传感器可以将扭矩扳手施加的预拉力值读出，其试验结果见表 2。

表 2 大六角头高强螺栓抗滑移系数试验结果试样 1 试样2 试样 3 参数 传感器(上侧滑移) (下侧滑移 ) (下侧滑移 )上 1 225 226 224上2 227 228 226 预拉力(kN)下 1 225 223 225下 2 226 225 225滑移载荷(kN) 418.55 417.20 41537抗滑移系数 0.463 0.466 o.4622.2扭剪型高强螺栓 扭剪型高强螺栓在进行抗滑移试验时，不需要测试预拉力 ，只需在同批中随机抽取 8套连接副测试紧固轴力，若符合表 2规定的要求则使用该批螺栓进行抗滑移系数试验。

表 3扭剪型高强螺栓连接副紧固轴力及标准偏差值呻螺栓规格 M16 M2O M22 M24 M27 M30紧固轴力 最小值 1o0 155 190 225 290 355值(kN) 最大值 121 187 231 270 35l 43O标准偏差(kN) ≤10.0 ≤15.4 ≤19.O ≤22.5 ≤29.O ≤35.4通过测试8个批次的扭剪型高强螺栓的紧固轴力分别为 261、258、247、258、265、249、257、252kN，标准偏差为6.10，符合表3的要求～同批螺栓替换冲钉装入拉力构件中，置于拉力试验机上进行试验，其试验结果见表 4。

表 4 扭剪型高强螺栓抗滑移系数试验结果参数 试样 1 试样 2 试样 3紧固轴力平均值(kN) 255.88 255.88 255.88滑移载荷(kN) 486.17 473.62 477.39抗滑移系数 0.475 0.463 0.466测得三个试件抗滑移系数的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合设计规定值时，构件摩擦面应重新处理。处理后的构件摩擦面抗滑移系数应重新检验。

3 结果分析本次试验采用的螺栓规格均为M24，扭剪型螺栓的预拉力(紧固轴力 )大于大六角头高强螺栓，而在-定范围内增加高强度螺栓的预拉力值，滑移载荷也相应增加。两者均呈线性增长。根据公式(1)可以看出，提高预拉力值，抗滑移系数降低：提高滑移载荷，抗滑移系数增加。-般来说，在标准规定范围内提高预拉力值可以获得更大的滑移载荷值，从而可以获得更高的抗滑移系数圈。

根据表 2和表4两组数据比较，可以看出在同种条件下，两者之间计算得出抗滑移系数区别并不明显。这是因为抗滑移系数试验采用的是摩擦型连接形式，通过构件的结合面产生的摩擦力来传递工作载荷，以结合面出现相对滑动作为其承载力的极限状态，这意味着螺栓本身不承受剪力，-旦摩擦面被外力克服产生相对滑动，则视为该连接达到破坏状态，试验结束[句。这也说明在抗滑移系数差不多的情况下，由于扭剪型高强螺栓的预拉力值大于大六角头高强螺栓，可以获得了更大的抗滑移载荷，从而提高连接的可靠性，防松动能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密型和刚性。

大六角高强螺栓的预拉力是靠特制的扭矩扳手施加扭矩来实现控制的。本次试验的 M24大六角头高强螺栓的扭矩系数为0.122，预拉力为223～228kN，通过公式(2)可以计算施拧扭矩为653～668kN。由于其值过大，在进行试验需通过加长力臂来完成施牛随着螺栓规格变大，施拧扭矩会进-步加大，甚至达到 1500kN以上，从而会造成施拧困难 ，甚至导致在终拧中很难达到规定要求的预拉力设计值。而在实际的施工中，往往没有配备相适应的扭矩扳手，甚至用普通扳手进行施工紧固川，使得这-情况更显突出，从而导致预拉力值过低，出现很小的外力载荷就· l54· 价值工程高速公路水泥混凝土路面滑模施工技术控制Technology Control of Expressway Cement Concrete Pavement Slipform Construction黄波 HUANG Bo(中铁十七局集团第"-I程有限公司，西安 710043)(The 2nd Engineering Co.，Ltd.of China Railway 17 Bureau Group Corporation，Xi'an 7 10043，China)摘要：高速公路水泥混凝土路面-直以来没有得到大规模的推广应用，在大型机械化施工方面技术控制尚不完善。如何提高施工技术水平，完善控制措施，本文结合混凝土路面施工现池制经验，分析滑模施工技术控制难点，并就其解决措施提出-些建议，以期为高速公路水泥混凝土路面施工服务。

Abstract：Expressway cement concrete pavement has not been popularized and印plied in large-scale and it is not perfect in terms oflarge-scale mechanized construction.For how to improve the level of construction technology and perfect tlle control measures. with thecombination of concrete pavement construction site control experience，this paper analyzed slipform control dificulties and put forward somesuggestions on the solutions，to serve to expressway cement concrete pavement construction。

关键词：高速公路；水泥混凝土路面；滑模施工；控制；措施Key words：expressway；cement concrete pavement；slipform construction；control；measures中图分类号：U415.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2013)14-0154-050 引言水泥混凝土路面作为高级路面的-种主要结构形式，具有承载能力大，整体强度高，防滑性和水稳性好，使用寿命长，维修费用少，抗灾害能力强等优点。同时我国水泥资源丰富 ，产量高，价格低 ，并且水泥混凝土路面和沥青混凝土路面相比，造价基本相近。当前混凝土路面在国、省道路路面和农村公路建设中应用比较普遍 ，而由于受大规模机械化设备和技术的限制，混凝土路面在高等级公路建设中并没有得到推广应用。但随着交通部推广《高等级公路滑模摊铺水泥混凝土路面施工技术》以来，全国不少省份都引进了大型设备，并实施了此方案。本方结合项 目施工实践经验，对水泥混凝土路面滑模摊铺施作者简介：黄波(1975-)，男，湖南宁乡人 ，毕业于长沙铁道学院本科，工程师，主要从事公路工程施工管理。

1工程概况项 目担负施工的是武罐高速公路第十二合同段，它是国家高速公路网”兰州至黑高速公路甘肃境内的重要组成路段。施工起止里程 k65790 k71000，全长 5.21km，主要工程有特大桥 1座，全长 1497.55m，大中桥 8座，累计全长 1555.432m，路基土石方 58m]，隧道 2座单线全长1300m。防裂配筋普通混凝土面板 31350m ，连续配筋混凝土面板(厚 26cm)3877m2，隧道 C35普通混凝土面板(厚26cm)12089m ，桥面 C50钢纤维混凝土面板 (厚 15cm)8752m2。

2 技术控制难点2.1施工机械组合控制 在大规模机械化施工中机械设备的选型和匹配是优化机械设备合理组合，实现机械化导致结合面滑动，甚至失去了连接能力。

- 而扭剪型高强螺栓在抗滑移试验和实际施工中则不需要检查扭矩，在紧固轴力复验合格的前提下，采用电动扳手进行施拧 ，只需观察尾部梅花头是否拧掉就可以确保预拉力符合相关要求。相比较来说，扭剪型高强螺栓更适合于工程施工中，特别是高空施工不便于施磐检查的情况下。

在GB 50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》中扭剪型高强螺栓的规格为M16～M24，而在GB/T 3632-2008(钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》中新增了M27和 M30两种规格，覆盖了整个高强度螺栓规格范围，这也解决了因为缺少大规格的扭剪型高强螺栓，而在-些工程施工中不得不采用大六角头高强螺栓进行施工的问题。

4结论4.1扭剪型高强螺栓的预拉力(紧固轴力 )要大于大六角头高强螺栓，使得在同种条件下进行抗滑移系数试验时，可以获得更大的滑移载荷，从而提高了钢结构中连接构件的安全性。从设计角度来看，采用扭剪型高强螺栓可以降低工程成本、提高效益。

4.2在抗滑移系数试验中，由于扭剪型高强螺栓采用电动扳手，同时不需要通过传感器对预拉力值进行控制，因此在施工性能上要优于大六角头高强螺栓。