连接螺栓是移动模架传递荷载、保障整体刚性的核心紧固件,其强度等级选择与预紧力控制直接关系到施工安全与结构稳定性。这套技术体系从早期普通螺栓的经验性应用,发展到如今高强度螺栓的***化管控,在雄商高铁、苏通大桥等工程中形成了成熟规范,其设计严格遵循《钢结构高强度螺栓连接技术规程》的强制性要求,成为模架结构安全的隐形防线。
强度等级的选择建立在荷载特性与连接功能的双重考量之上。现代移动模架普遍采用 8.8 级和 10.9 级高强度螺栓,其中 8.8 级螺栓由低碳合金钢经热处理制成,适用于横联、护栏等次要连接部位,其抗拉强度达 800MPa,屈服强度为 640MPa,足以承受常规静力荷载。10.9 级螺栓则因更高的强度指标成为主梁拼接、支腿连接等关键部位的***,其屈服强度可达 900MPa,在雄商高铁 108 米移动模架中,主梁间 M24 螺栓即采用该等级,通过材料力学性能的提升应对 50.85 米跨度施工中的交变荷载。历史演进中,螺栓材料从普通碳钢(如 Q235)升级为合金结构钢(如 40 硼钢、20 锰钛硼钢),热处理工艺的引入使强度等级较 20 世纪 80 年代提升近一倍,解决了早期模架因螺栓断裂导致的垮塌风险。
预紧力控制遵循 “***量化、分级施加” 的技术原则,通过科学方法确保连接刚度与抗滑移能力。行业规范要求预紧力需达到螺栓屈服强度的 60%-80%,雄商高铁施工中,主梁间 M24 螺栓的扭矩值严格控制在 700N・m,导梁与主梁连接的 M30 螺栓同样采用该扭矩标准,而横联部位 M24 螺栓则调整为 500N・m,这种差异化设定既保证关键节点的紧固性,又避免过紧导致的螺栓塑性变形。施工中主要采用扭矩法和液压拉伸法:扭矩法通过校准扳手施加预设力矩,适用于一般连接部位;液压拉伸法则通过轴向拉伸直接控制预紧力,在苏通大桥的主梁高强度螺栓施工中,该方法使预紧力偏差控制在 ±3% 以内。摩擦面处理对预紧力效果至关重要,通过喷砂或砂轮打磨达到规定粗糙度,配合二硫化钼涂层稳定摩擦系数,某跨江大桥通过这种工艺使抗滑移系数从 0.3 提升至 0.55,显著降低了螺栓松动风险。
工程实践构建了 “预防为主、监测为辅” 的质量保障体系。预紧力不足会导致接头滑移失效,某项目因电动扳手校准失效使预紧力衰减 20%,导致梁段位移达 3mm,远超规范允许的 0.5mm 限值;而预紧力过高则引发应力腐蚀,在沿海环境中需特别控制在材料阈值以下。施工中实行 “十字对称拧紧” 工艺,多螺栓节点采用同步拧紧技术,使预紧力均匀度达 95% 以上。验收阶段通过扭矩复拧和超声波检测验证预紧力达标情况,雄商高铁对每榀模架的螺栓连接实行 10% 比例抽检,关键节点全检,确保无遗漏隐患。不同场景的适配策略体现技术精细化:沿海桥梁螺栓采用锌镍合金镀层增强耐腐蚀性,峡谷地区则强化预紧力监测频率以应对振动荷载,这些措施共同构成了覆盖全施工周期的预紧力管控体系。