6）大六角头高强度螺栓施工采用扭矩扳手，班前必须标定，其扭矩值应在施工扭矩的±5%以内，用于标定施工扳手的扭矩测试设备其相对误差应在±3%以内［9］。施工扭矩计算式为
式中：Tc为施工扭矩或终拧扭矩，N·m；K 为施工前测得的螺栓连接副扭矩系数；d 为螺栓公称直径，mm；Pc为螺栓的施工预拉力，一般在施工要求或规范中给定，如果没有给定其值为设计预拉力P的1.1倍。
选择10.9S 级材质与35VB 的非耐候钢高强度螺栓作对比，比较2 种螺栓的抗延迟断裂性能，见表7。可见：NHL10 螺栓缺口临界断裂应力为1 534 MPa，缺口临界断裂应力比为0.81，达到有关技术要求。35VB 螺栓缺口临界断裂应力为1 309 MPa，缺口临界断裂应力比为0.62。NHL10 螺栓抗延迟断裂性能明显优于35VB非耐候钢高强度螺栓。
1）大六角耐候钢高强度螺栓在施拧之前，应根据施工的温度、环境条件进行扭矩系数试验，将通过试验测得的扭矩系数用于指导大六角耐候钢高强度螺栓副的施工。
2）使用冲钉使拼接板定位，使用工具将安装螺栓拧紧，确保拼接板面密贴，冲钉和安装螺栓数量应满足要求。安装过程中，不得使用高强度螺栓代替安装螺栓使用。
从φ30 mm 的NHL10 螺栓钢棒上取腐蚀挂片，参考TB/T 2375—1993《铁路用耐候钢周期浸润腐蚀试验方法》采用周期浸润加速腐蚀试验进行模拟工业大气环境的耐大气腐蚀性能试验［8］。对比钢采用传统的35VB 高强度螺栓钢，采用周期浸润腐蚀试验箱进行腐蚀试验，溶液为 0.01 mol/L 的 NaHSO3溶液，pH 值为4.4～4.8，温度和湿度分别为45 ℃，70%RH，循环周期为60 min，其中浸润时间12 min，试验周期为1，2，4，7，9 d。
为保证工程质量，黑龙江省公路勘察设计院联合中铁山桥集团有限公司和燕山大学为本工程制定了“黑河大桥耐候钢用高强度螺栓技术条件”。该技术条件主要是在GB/T 1231—2006《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》［4］的基础上增加了对耐候性能、耐大气腐蚀性能以及低温冲击的要求。该技术条件规定螺栓的力学性能和连接性能应满足GB/T 1231—2006 中有关10.9S 螺栓的技术方面的要求；针对免涂装耐候钢高强度螺栓的特点，规定耐候指数I ≥6.5，以保证耐大气腐蚀性能；根据桥位环境温度，提出了-60 ℃下U 型缺口冲击功≥21 J的指标要求。据不完全统计，高强度螺栓在桥梁施工验收后1～5年内，一般大约会发生万分之几的螺栓断裂，而发生断裂的螺栓，绝大部分是发生了延迟断裂。为防止断栓现象，本工程特别规定了耐候钢螺栓材质应具有抗延迟断裂性能，应符合“Walpole 酸性溶液中0.8 倍缺口拉伸强度加载条件下试样保持100 h不发生断裂”的要求［5-6］。该指标的提出可提高桥梁的安全性。
【作者单位】中铁山桥集团有限公司 河北秦皇岛066200; 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室 河北秦皇岛066004
中铁山桥集团有限公司承建的中俄跨黑龙江公路桥―黑河—布拉戈维申斯克黑龙江（阿穆尔河）大桥，作为“一带一路”交通互联互通建设重要工程，建成后将缓解中俄边境运输的紧张状况，有利于推动双边区域经济合作与发展。黑河大桥主桥采用Q420qF级耐候钢结构，并使用10.9S 级耐候钢高强度螺栓与之配套。该螺栓由中铁山桥集团高强度紧固器材有限公司生产，牌号为NHL10。使用耐候桥梁钢及耐候螺栓，耐候性匹配性良好，可避免腐蚀薄弱区的产生，减少后期维护保养节省成本，对环境保护有重要意义，并且有利于推动大型免涂装耐候钢桥在我国北方寒冷地区的设计与建造［1-3］。
NHL10 螺栓连接副经不同时间锈蚀，抗滑移系数见表5。根据技术条件，每批需进行3组试验。抗滑移系数测试连接板见图3，连接板材质为Q420qFNH，表面进行Sa2.5 级喷砂处理，经自然锈蚀后进行抗滑移系数测试试验。不同锈蚀时间后锈层形貌见图4，自然锈蚀1个月时锈层疏松，抗滑移系数略有波动；自然锈蚀3 个月后锈层趋于致密稳定，耐候钢高强度螺栓与耐候桥梁钢配合使用，螺栓连接副抗滑移系数大于0.55，满足技术条件要求。
7）初拧扭矩和复拧扭矩为终拧扭矩的40%～60%左右。初拧的顺序原则上由螺栓群中央顺序向外拧紧或从接头刚度大的部位向约束小的方向拧紧。对于大节点需要进行复拧。复拧是用初拧扳手按照初拧顺序重新施拧，用以确保拼接板面充分密贴。初拧或复拧后的高强度螺栓应用颜色在螺母上做标记。
NHL10螺栓的化学成分见表1，耐候指数I ＞6.5。螺栓的生产流程为：酸洗→拔钢→车杆，倒角→热成型→车倒角→磷化，皂化→缩中颈→滚丝→淬火→回火→磷化，浸油→复滚→成品检验→包装。
选择10.9S 级材质与35VB 的非耐候钢高强度螺栓作对比，腐蚀挂片宏观形貌见图5。通过测量腐蚀失重，得出腐蚀速率与年腐蚀减薄量，周期浸润加速腐蚀试验结果见表6。可知，NHL10 螺栓耐工业大气腐蚀性能达到了35VB螺栓的1.5倍以上。
对M30耐候钢高强度螺栓NHL10的机械性能、扭矩系数、抗滑移系数、抗延迟断裂性能、耐大气腐蚀性能进行试验。参考ISO/FDIS 16573：2014（E）［7］，选取10.9S 级材质为35VB 的非耐候钢高强度螺栓作为对比，采用恒载荷缺口拉伸试验，对NHL10 进行抗延迟断裂性能评价。试验溶液为Walpole（浓盐酸14.6 mL无水乙酸钠16.4 g去离子水1 000 mL）缓蚀液，溶液的初始pH 值为（3.5±0.5），试验温度为室温，试验时间100 h，抗延迟断裂试验如见图1所示，恒载荷缺口拉伸试样见图2。
螺栓连接副的主要机械性能见表2、表3。由表2、表3可以看出，NHL10 耐候钢高强度螺栓力学性能及连接性能要满足GB/T 1231—2006 及黑河大桥技术条件要求。
NHL10 螺栓在不同温度下的扭矩系数及标准偏差见表4。可见，螺栓连接副的扭矩系数随温度变化不大，且没有明显的变化趋势。连接副的扭矩系数平均值为0.110～0.150，扭矩系数标准偏差不大于0.010 0，满足规定的要求。因受环境条件的影响而导致扭矩系数发生的变化，对最终的施工质量检查不会造成较大影响。
3）高强度螺栓的安装应在结构件中心位置调整后进行，其穿入方向应以施工方便为准，并要求一致。高强度螺栓连接副组装时，应注意螺母和垫圈的使用方向，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧，螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。
4）安装高强度螺栓时严禁强行穿入。不能自由穿入该孔时应用铰刀进行修正，修正前应将四周螺栓全部拧紧，严禁使用气割扩孔。其扩孔数量及修正后最大孔径应满足相关规定要求。
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