架桥机高强螺栓的预紧力扭矩计算与控制是保障结构连接可靠性的核心技术环节,需严格遵循《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB/T 1228-2006)和《钢结构工程施工质量验收标准》(GB 50205)要求,通过科学核算扭矩参数、优化施工工艺及强化全周期验证,构建 “精准计算 - 分级施拧 - 动态监测” 的全流程管控体系。高强螺栓作为主梁拼接、支腿连接等关键部位的核心紧固件,其预紧力不足会导致连接松动,过大会引发螺栓脆断,必须实现扭矩与预紧力的精准匹配。
扭矩计算需整合多维度技术参数。基础参数以螺栓性能等级为核心,8.8 级螺栓的预紧力需控制在材料屈服强度的 60%-70%,10.9 级螺栓则需提升至 75%-85%,不同等级螺栓的扭矩值存在显著差异。螺纹规格直接影响扭矩大小,公称直径增大时扭矩需相应提高,且需考虑螺纹精度对受力均匀性的影响。润滑状态是关键修正因素,干燥螺纹表面的扭矩系数比涂油表面高 20%-30%,某项目实测显示,未按规定涂抹专用润滑脂时,相同扭矩下的预紧力偏差可达 25%。连接面处理方式同样重要,喷砂除锈后的摩擦面比涂漆表面需要更高扭矩才能达到相同预紧力,需根据表面处理工艺调整参数。
施工控制实行分级施拧工艺。标准流程分为初拧和终拧两个阶段,初拧扭矩通常为终拧扭矩的 50%,目的是消除连接面间隙并使螺栓均匀受力。终拧阶段需采用经检定的扭矩扳手,按从中心向边缘的顺序对称施拧,避免单侧受力导致的预紧力偏差。智能施拧系统通过为每颗螺栓分配唯一编号,将设定扭矩参数输入系统,施拧后实时回传扭矩值和时间记录,实现全过程可追溯。对于大直径螺栓(M24 及以上),需采用转角法辅助控制,在达到初拧扭矩后,再按规定角度继续拧紧,确保预紧力稳定在设计范围。
验证与维护机制贯穿全生命周期。施工验收阶段需采用超声检测技术核查预紧力实际值,确保与设计值的偏差不超过 ±10%;通过 3D 成像技术对螺栓内部状态进行无损探伤,排查螺纹损伤或内部裂纹。日常巡检由操作人员每周进行,重点检查螺栓外露丝扣数量、螺母松动迹象及表面锈蚀情况;专业检测每季度开展一次,使用扭矩复拧法验证扭矩衰减情况,当复拧扭矩损失超过 15% 时需重新紧固。新螺栓安装前需核查出厂合格证,确保性能等级、螺纹规格符合设计要求,安装时避免强行穿入导致的螺纹损伤。
安全管控强化风险预警。将螺栓预紧力数据纳入架桥机安全监控系统,对扭矩异常波动实时预警;建立螺栓台账记录安装时间、扭矩值及检测结果,当累计使用超过 5 年或经历强振动工况后,需进行全面预紧力复核。对于主梁拼接等关键部位螺栓,实行 “三次确认制度”,即初拧后、终拧后及加载试验后分别验证扭矩值,确保连接可靠性。通过 “计算精准化 - 施工规范化 - 监测动态化” 的管理模式,可有效控制高强螺栓预紧力偏差,为架桥机结构安全提供基础保障。