ООО «ОРГАНИЗАТОР»

Открытое акционерное общество

«НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА» (ОАО ЦНИИС)

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО УСТРОЙСТВУ МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ С ПОКРЫТИЕМ КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ФРИКЦИОННЫМИ ГРУНТОВКАМИ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ мостов

МР 502.1-05

Москва 2005

3.6    Антикоррозионная защита металлоконструкций до нанесения последующих промежуточного и покрывного слоев обеспечивается суммарной толщиной грунтовочных слоев 80-100 мкм при третьем классе шероховатости поверхности по ГОСТ 2789 (R_z = 40...80). Для контактных поверхностей в соединениях на высокопрочных болтах общая толщина слоя грунтовки ЦВЭС рекомендуется в пределах 60... 100 мкм (номинально 80 мкм, как правило в 2 слоя), а для грунтовок ЦИНОТАН и Stelpant 40...60 мкм (номинально 50 мкм в один слой).

Нанесение на поверхности конструкций следует выполнять с соблюдением требований инструкций заводов-поставщиков Л КМ и стандарта предприятия СТП 001-95 (изд. 2004 г.).

3.7    Нанесенное на заводе фрикционное покрытие следует оберегать от загрязнений и повреждений при транспортировке и монтаже.

Перед сборкой соединений на монтаже контактные поверхности должны быть освидетельствованы на предмет отсутствия отслоения защитного покрытия, очагов коррозии, масляных пятен и других загрязнений.

Обнаруженные отдельные масляные пятна и прочие загрязнения следует удалить растворителем (бензин, уайт-спирит, Р-646 и т.д.).

Мелкие повреждения на покрытии в виде царапин без очагов коррозии не являются браковочным признаком.

Отслоения фрикционных грунтовок от поверхности металла, наличие точечной или зональной коррозии являются дефектами, подлежащими исправлению. Разрушенную грунтовку удаляют до прочносцепленной, поверхность металла со следами коррозии очищают пескоструйным способом и вновь покрывают фрикционной грунтовкой.

4. ПОДГОТОВКА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТОВ, ГАЕК И ШАЙБ

4.1 Для заводских и монтажных фрикционных соединений в конструкциях стальных мостов применяют высокопрочные болты ГОСТ 22353, высокопрочные гайки ГОСТ 22354, шайбы к высокопрочным болтам ГОСТ 22355 с общими техническими требованиями к метизам по ГОСТ 22356. Некоторые заводы выпускают высокопрочные болты с опорной шайбой по ТУ 1282-011-2494680-93 с изменением № 1 от 25.12.1997 г. взамен ГОСТ 22353, но с соблюдением ГОСТ 22356. Эти болты могут применяться в конструкциях мостов без каких-либо ограничений.

Диаметр резьбы болтов, применяемых в мостостроении - М22, М24 и М27, длина болтов (без головки) - от 60 до 300 мм.

7

Резьба высокопрочных болтов может быть образована нарезкой или накаткой. Допуски на размеры резьб болтов и гаек должны соответствовать требованиям ГОСТ 16093-81.

Высокопрочные болты и гайки для северного исполнения должны поставляться с дополнительными требованиями по вышеперечисленным стандартам с индексом ХЛ, выбитым на головке каждого болта.

4.2    Высокопрочные метизы могут поставляться без специальной защиты от коррозии с покрытием их консервирующей смазкой или с термодиффузионным цинковым покрытием и дополнительной обработкой гаек стеариновым составом, исключающей смазку резьбы болта и гайки перед постановкой в отверстия.

4.3    На все поставляемые крепежные изделия должны быть сертификаты качества заводов-изготовителей. В случае расхождений показателей сертификатов с фактическими характеристиками метизов необходимо затребовать от изготовителя копии актов заводских испытаний.

Применение высокопрочных крепежных изделий без сертификатов для соединений мостовых конструкций не допускается. Каждый сертификат должен иметь свой номер и в нем должны содержаться следующие сведения: наименование завода-изготовителя, условное стандартное обозначение изделия, номер партии, номер плавки исходного металлопроката, результаты проведенных заводских испытаний механических свойств и коэффициентов закручивания (для высокопрочных болтов).

Метизы поставляют комплектно, партиями: болты массой до 1 т, гайки и шайбы -до 0,5 т.

4.4    Входной контроль метизов на монтажной площадке производят внешним осмотром и замерами отдельных, вызывающих сомнение размеров. Наиболее тщательно с помощью калибров или высокоточного мерительного инструмента контролируют отклонения размеров резьб болта и гайки в парах «болт-гайка» с ощутимо заметным люфтом. Большой люфт свидетельствует о предельно минусовом допуске на диаметр резьбы болта и предельно плюсовом допуске на диаметр резьбы гайки. Такие пары подлежат расформированию или отбраковке. Завод-поставщик конструкций и (в их комплекте метизов) должен на отбраковку и утерю поставлять количество болтов, гаек и шайб с запасом не менее 2 %. Этот запас необходимо предусматривать при разработке проекта сооружения на стадии КМ.

По требованию заказчика при входном контроле проверяют коэффициент закручивания в соответствии с требованиями ГОСТ 22356. Рекомендуется мостостроительным организациям иметь оборудование для определения коэффициента

8

закручивания или пользоваться услугами близлежащих метизных заводов, имеющих соответствующее оборудование.

Метизы следует хранить в закрытых помещениях или под навесами в условиях, не допускающих их загрязнения и коррозии.

4.5    Высокопрочные болты, гайки и шайбы без термодиффузионного цинковая (т.е. («черные») перед установкой в конструкцию подлежат подготовке, состоящей из следующих технологических операций:

-    очистка от консервирующей заводской смазки и прочих загрязнений;

-    прогонка и смазка резьбы;

-    комплектация и контроль качества.

Удаление с метизов консервирующей смазки и прочих загрязнений производят стандартными моющими средствами МС-18; МС-15; МС-8 и др., смешиваемыми с водой в соотношении 1:20 и подогретыми до температуры 80-И00 °С.

При отсутствии моющих средств применяют подогретые до 80-100 °С щелочные растворы следующих составов (в массовых частях):

Состав........................................................................... №1    №2

Сода каустическая (едкий натр - NaOH) ГОСТ 2263............ 40

Сода кальцинированная (ЫагСОз) ГОСТ 5100..................... 30    60

Вода.............................................................................. 1000    1000

Метизы в количестве « 50 кг погружают в емкость с раствором в решетчатой таре, подвешенной к грузоподъемному механизму с тем, чтобы тару попеременно поднимать и опускать до полного удаления консервирующей смазки, которая всплывает на поверхность и периодически удаляется из емкости.

Моющий или щелочной раствор используют многократно с доливом по мере расходования. Емкость для раствора постоянно подогревают ТЭНами для поддержания температуры раствора в пределах 80-100 °С.

4.6    Гайка должна навинчиваться на всю длину резьбы болта свободно, от руки, но без ощутимо заметного люфта. При тугой резьбе производят ее прогонку. Для прогонки используют гайковерты или любые токарно-винторезные станки. Для болтов черных (без термодиффузионного покрытия) одновременно с прогонкой резьбы производится смазка ее минеральным маслом И12А или И20А ГОСТ 20799 - среднее (веретенное) с вязкостью при 50 °С = 10-^23 ССТ. Каждый болт комплектуется одной гайкой и двумя шайбами. Укомплектованные метизы складывают в ящики по размерам и хранят в закрытом помещении или под навесом до постановки в соединения, но не более 10 дней, после которых требуется повторная смазка резьбы у черных болтов.

9

При малых объемах монтажных работ допускается обезжиривание (промывка) черных метизов в неэтилированном бензине или уайт-спирите. После промывки смазка резьбы болта и гайки обязательна.

Если применяются черные высокопрочные метизы, изготовленные на Щелковском заводе «Спецмонтажизделие», то операция очистки не требуется, поскольку на них не наносится консервирующая смазка. Операция прогонки и смазки резьбы болта и гайки для них обязательна.

Высокопрочные метизы, прошедшие при заводском изготовлении термодиффузионное цинкование с обработкой гаек стеариновым составом, смазки резьбы не требуют. Подготовка их к постановке в отверстия заключается в комплектации болтов гайками и шайбами с соблюдением требований п.п. 4.4 и 4.6.

5. СБОРКА СОЕДИНЕНИЙ, ПОСТАНОВКА И НАТЯЖЕНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТОВ

5.1    Сборку фрикционных соединений на высокопрочных болтах производят в следующем порядке:

-    совмещают отверстия в сборочных марках и элементах и фиксируют их взаимное положение в стыках и соединениях с помощью монтажных пробок и высокопрочных болтов;

-    устанавливают во все свободные отверстия болты и затягивают их гайковертом до усилия 70-90 % расчетного, до плотного стягивания пакетов (1-й этап натяжения);

-    удаляют пробки и вместо них ставят высокопрочные болты с затяжкой гайковертом;

-    производят натяжение всех высокопрочных болтов до расчетных усилий гидравлическим тарированным гайковертом или ручным динамометрическим ключом (2-й этап натяжения).

5.2    Пакеты деталей во фрикционных соединениях должны быть плотно стянуты. Это требование относится и к зонам с допускаемыми уступами в стыках с накладками и фасонками. При уступе более 0,5 мм рекомендуется обработка его абразивным инструментом для обеспечения плавного перехода с уклоном 1:10 на длине до 30 мм от кромки детали. Места обработки абразивным инструментом покрывают фрикционной грунтовкой с соблюдением требований п. 3.7 настоящих Методических рекомендаций. При уступе более 3 мм следует применять прокладки из низколегированной стали марки 09Г2С или малоуглеродистой СтЗ. Применение прокладок должно быть согласовано с

ю

проектной организацией. Прокладки подвергают пескоструйной обработке с обеих сторон. Если обработка производится непосредственно перед постановкой прокладки в соединении, то покрывать фрикционной грунтовкой ее не обязательно.

5.3    Совпадение отверстий собираемых элементов и деталей после постановки точеных пробок должно обеспечивать свободную постановку болтов - без перекосов, повреждения резьбы и приложения усилий. При невыполнении этих требований соответствующие отверстия допускается прочищать коническими развертками диаметром равным, или на 1 мм больше диаметра болта.

Прочистку и рассверливание отверстий развертками в соединениях на высокопрочных болтах допускается производить только в плотно стянутых пакетах и без применения смазочно-охлаждающих жидкостей. При сверлении новых отверстий допускается охлаждение сверла водой.

5.4    Каждый болт в конструкцию следует устанавливать с двумя шайбами (одна -под головку, другая - под гайку). Если конструктивно установка двух шайб невозможна, то допускается в соединениях с разностью диаметров отверстий и болтов не более 3 мм ставить болт с одной шайбой под деталью, которая при натяжении будет вращаться (т.е. располагая ее под гайкой - при натяжении болта вращением гайки, под головкой болта - при натяжении вращением головки). Не допускается постановка под гайку или головку болта двух и более шайб.

5.5    Полную минимальную длину высокопрочных болтов следует назначать из условия, чтобы верх гайки после натяжения на расчетное усилие находился ниже границы фаски болта при нарезной резьбе и резьба болта выходила из гайки на один виток при образовании ее накаткой.

5.6    Гайки высокопрочных болтов, натянутых до расчетных усилий не нуждаются в дополнительном стопорении (закреплении).

5.7    Точного совпадения отверстий в фрикционно-болтовых соединениях добиваются постановкой монтажных точеных пробок номинальным диаметром на 0,2 мм меньше проектного диаметра отверстий. Длина цилиндрической части пробки должна на 10-15 мм превышать толщину стягиваемого пакета.

В отверстие пробку следует забивать легкими ударами кувалды (подбойки) массой 2 кг. Запрещается забивка пробок сильными ударами более тяжелых кувалд в отверстия, имеющие черноту больше 0,5 мм.

Пробки для сборки конструкций в обычном и северном исполнении должны изготавливаться из сталей марок Ст5сп,пс ГОСТ 380 и 535; 35 ГОСТ 1050; 09Г2 или 09Г2С ГОСТ 19281. Для всех указанных сталей термообработка не требуется, показатель

и

ударной вязкости обязателен для пробок, учитываемых при расчете соединений на монтажные нагрузки.

Независимо от способа монтажа пролетных строений количество пробок, устанавливаемых во фрикционных соединениях, должно назначаться, как правило, из условия обеспечения проектного положения элементов стыка и точного совпадения отверстий. Пробки, как правило, не следует принимать в расчет при работе соединений на монтажные нагрузки.

Пробки в соединениях с большим количеством болтов следует устанавливать преимущественно в периферийные отверстия не менее трех в каждой полунакладке с наибольшими расстояниями между ними и размещением по вершинам треугольника. Одновременно с установкой пробок все остающиеся свободные отверстия заполняют постоянными высокопрочными болтами. Постановка невысокопрочных болтов не допускается.

5.8 Натяжение высокопрочных болтов на расчетные усилия следует производить закручиванием гайки с обеспечением требуемой величины крутящего момента (натяжение по крутящему моменту).

Натяжение болтов фрикционно-болтовых соединений с регулированием усилий по величине крутящего момента осуществляют, как правило, в два этапа: на первом этапе болты затягивают при помощи пневматических или электрических гайковертов на 70-90 % расчетного усилия для обеспечения плотности прилегания деталей пакета, а на втором этапе их дотягивают до полного расчетного усилия гидравлическими тарированными гайковертами или ручными динамометрическими ключами статического действия.

Натяжение высокопрочных болтов допускается производить не только за гайку, но и за головку болта (если гайка недоступна для установки на нее ключа или гайковерта). При этом величину расчетного крутящего момента необходимо умножать на коэффициент, равный 1,05.

В начале натяжения гайковертом головку болта (или гайку, если болт затягивается вращением головки) следует придерживать от проворачивания. Если проворачивание по мере натяжения болта гайковертом, а впоследствии и динамометрическим ключом, продолжается, это свидетельствует о повреждении резьбы болта и гайки и, как следствие, значительном росте коэффициента закручивания. Такой болт подлежит замене. Если явление «закусывания» резьбы приобретает массовый характер, сборку необходимо прекратить и выяснить причину. Чаще всего причиной является большой люфт пары «болт-гайка» из-за случайного совпадения предельного минусового допуска на диаметр резьбы болта и предельного плюсового допуска на диаметр резьбы гайки.

12

5.9    В комбинированных соединениях, где одни элементы стыкуются на болтах, а другие на сварке, необходимо принимать меры, обеспечивающие свободную беспрепятственную усадку металла от сварки, во избежание появления трещин в швах от больших внутренних напряжений.

Рекомендуется следующая технология оформления таких соединений:

-    проектное положение монтажных блоков с учетом строительного подъема обеспечивают комбинированными пробками и высокопрочными болтами, причем пробок устанавливают минимально необходимое количество. Болты устанавливают во все свободные отверстия; при черноте более 0,5 мм допускается прочистка отверстий коническими развертками, диаметр которых равен или на 1 мм больше диаметра болта;

-    все болты фрикционных соединений затягивают пневмо- гайковертами на усилие, равное 50-60 % от проектного (для болтов М22 - на 11-14 тс; М24 - на 13-16 тс);

-    элемент со сварным стыком подготавливают под сварку;

-    собранный полностью стык проверяют на предмет соответствия его проектному положению (с учетом образования строительного подъема);

-    производят сварку стыка;

-    после полного остывания сварного стыка производят УЗД-контроль качества сварки, исправление дефектов (если они имеются) и заварку всех роспусков;

-    все болты комбинированного стыка затягивают на проектное усилие. По контурам стыковых накладок производят герметизацию соединений.

5.10    Величину крутящего момента М_ф для получения расчетного усилия натяжения болта Р определяют по формуле М_кр = KPd, где К - коэффициент закручивания, d - диаметр резьбы болта.

Коэффициент закручивания указывают в сертификатах завода-изготовителя метизов. Его значения для черных (неоцинкованных) болтов по ГОСТ 22356-77 должны быть в пределах 0,14...0,20. По СТП 006-97 для определения расчетного крутящего момента принимают К = 0,175 (при смазанной резьбе).

Для метизов с термодиффузионным цинковым покрытием и последующей обработкой гаек стеариновым составом расчетный коэффициент закручивания следует принимать К = 0,14 При испытаниях получены пределы от 0,12 до 0,16).

Значения расчетных усилий натяжения и крутящих моментов для черных высокопрочных болтов, выпускаемых отечественной промышленностью, составляют:

d, мм    22    24    27

Р, кн(тс)    220(22,5)    258(26,3)    334(34,2)

При коэффициенте закручивания К = 0,175

М_кр, НМ (кгс-м)    847(87)    1084(110)    1578(162)

При коэффициенте закручивания К = 0,14

М_кр, НМ (кгс-м)    678(69)    867(88)    1263(129)

Для неоцинкованных высокопрочных болтов с опорной шайбой, выпускаемых некоторыми заводами по ТУ 1282-011-2494680-93 с изменением № 1 от 25.12.97 г., значения коэффициента закручивания должны приниматься по данным сертификатов этих заводов.

5.11    Ручные рычажные динамометрические ключи для натяжения болтов до расчетных усилий подлежат тарированию в начале и в середине каждой рабочей смены. Результаты тарирования заносят в Журнал контрольного тарирования ключей и гидравлических гайковертов для натяжения высокопрочных болтов.

Тарирование производят путем подвешивания к горизонтально расположенной рукоятке ключа контрольного груза весом

Grp ⁼ (Мкр ^— Gwi ©о) • ^li

где Мкр - расчетный крутящий момент (п. 3.3);

Gu, - собственный вес ключа;

е₀ - плечо силы, т.е. расстояние от оси болта до центра тяжести ключа; г - длина рукоятки ключа от оси болта до оси подвески контрольного груза.

5.12    Расчетное усилие натяжения каждого болта Р в мостовых конструкциях принимают с полем допуска от 0 до +20 %, т.е. недонатяжение болта до расчетного усилия не допускается, а перенатяжение допускается не более 20% (с учетом контрольного вращения при приемке полностью оформленных соединений мостовой инспекцией).

Практически при тарировании используют два груза: Grp и 1,1 Grp, или груз Grp плюс домер, равный 0,1 Grp. Нулевой отсчет измерительного прибора берут без учета собственного веса ключа.

Ключ навешивают горизонтально на затянутый высокопрочный болт. Груз плавно поднимают и опускают несколько раз для достижения стабильных показателей индикатора.

На стекле циферблата индикатора часового типа, установленного на ключе, наносят две метки, ограничивающие поле допуска Grp и 1,1 Grp. Метки рекомендуется наносить фломастером. При каждом последующем тарировании их положение может меняться, при этом старые метки стирают.

14

При натяжении болтов тарированным ключом добиваются показателей, полученных при тарировании. Затяжку ручным ключом следует выполнять плавно, без рывков.

Натяжение болтов пневмо- гайковертами (на первом этапе) рекомендуется производить от участков с плотным прилеганием деталей в соединениях к участкам с зазорами, а при дотяжке болтов до расчетного усилия (на втором этапе) - в направлении от центра узла к периферийным участкам.

Для натяжения высокопрочных болтов до расчетного усилия на 2-м этапе рекомендуется применение гидравлического тарированного гайковерта ГГ-400, выпускаемого предприятием ЗАО «Энерпред-гидравлик». Техническая характеристика гайковерта приведена в приложении Г.

Тарирование гидравлического гайковерта производят на специальном стенде или с помощью ручного рычажного динамометрического ключа КТР-3 с индикатором часового типа ИЧ-10, который в свою очередь должен быть протарирован контрольным грузом в соответствии с требованиями п. 5.11. Тарирование производят на двух высокопрочных болтах, предварительно затянутых пневмогайковертом, в следующем порядке:

1.    Клапан регулировки давления на насосной станции настраивают на давление, обеспечивающее получение расчетного крутящего момента Мкр по таблице 1 настоящего Регламента. Первый болт затягивают на полное усилие (до «отсечки», т.е. сработки клапана) гайковертом ГГ-400 и проверяют это усилие с помощью ручного тарированного ключа КТР-3 с фиксированием показания индикатора.

2.    В случае недопустимого отклонения зафиксированного показания индикатора ключа КТР-3 от требуемого крутящего момента М_ф клапан регулировки давления настраивают пропорционально степени отклонения. После этого производят контрольное натяжение второго высокопрочного болта гайковертом ГГ-400 опять же с последующей проверкой усилия натяжения тарированным ключом КТР-3. При необходимости производят дополнительную подстройку клапана на третьем болте.

3.    После натяжения тарированным гайковертом ГГ-400 не более 300 болтов производят контрольную проверку его показаний тарированным ключом КТР-3. Если показатели работы гайковерта устойчивы, периодическое тарирование гайковерта выполняют после натяжения каждых 5000 болтов.

В нижеприведенной справочной таблице 2 произведен расчет крутящих моментов и соответствующих им ориентировочных значений давления для наиболее часто встречающихся в мостостроении диаметров болтов d и коэффициентов закручивания К. Величины моментов и давлений приведены в диапазоне, соответствующем

15

номинальному расчетному усилию натяжения Р и усилию с плюсовым допуском +10 %, т.е. 1,1Р. Установленное нормами поле допуска находится в пределах -0; +20 % (допускаемый перетяг).

Данные таблицы 2 справочные и по ним нельзя настраивать гайковерты без тарирования по вышеприведенной технологии.

6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ФРИКЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПРИЕМКА РАБОТ

6.1    Технические службы предприятия (главный инженер, отдел технического контроля, технический отдел, лаборатория контроля качества и линейные ИТР) должны организовать и постоянно осуществлять:

входной контроль рабочей документации, металлопроката, метизов, сертификатов, актов, паспортов на получаемую продукцию и материалы, в том числе лакокрасочные;

-    пооперационный контроль технологии обработки контактных поверхностей, подготовки высокопрочных метизов, сборки конструкций и натяжения высокопрочных болтов, а также толщину нанесенного защитно-фрикционного покрытия;

-    приемочный контроль законченных монтажом отдельных конструктивных элементов и объекта в целом.

6.2    При контроле состояния монтажного инструмента и оборудования проверяют:

-    техническую исправность гайковертов, сменных головок к ним, рычажных динамометрических ключей и правильность их тарирования;

-    наличие и правильность расположения меток на стекле индикатора или манометра динамометрических ключей и гидравлических гайковертов, фиксирующих поле допуска крутящего момента. Первая метка должна соответствовать 100 % расчетного усилия натяжения болтов, а вторая, как правило, 110 %, но не более предельного, равного 120 % (резерв 120 - 110 = 10 % предназначен для проверки натяжения контролирующей организацией).

6.3    Качество подготовки контактных поверхностей, покрытых фрикционными грунтовками, на заводе контролируют теми же способами, что и защитные покрытия от коррозии, в том числе:

-    соответствие качества и технических характеристик грунтовок Техническим условиям или Стандартам заводов-производителей ЛКМ;

-    качество очистки поверхностей перед нанесением грунтовок;

-    определение толщины покрытий и адгезии к металлу.

16

Предисловие

1.    Разработаны ОАО «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (д-р техн. наук А.С. Платонов, инж. А.В. Кручинкин, канд. техн. наук К.М. Акимова) с участием специалистов ЗАО НПП ВМП (д-р техн. наук И.В. Фришберг, канд. хим. наук О.Ю. Субботина) и специалистов фирмы STEELPAINT (Клаус Мюллер, Т.Г. Великогло).

2.    Согласованы:

ОАО «Гипротрансмост» (№    от    )

ОАО «Метрогипротранс» (№    от    )

ГУП «Гормост» (№ от    )

3.    Утверждены ООО «Организатор».

4.    Регистрационный №    Технического комитета № 465 «Строительство».

Настоящие Методические рекомендации не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы и распространены в качестве официального издания без разрешения ООО «Организатор» и ЦНИИС.

ш

Таблица 2 - Крутящие моменты и соответствующие им давления в гидросистеме гайковертов ГГ-400

Диаметр резьбы болта d = 22 мм; усилие натяжения болта Р = 22500 кгс; 1,1 Р = 24750 кгс Коэффициент закручивания К 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 Крутящий момент Мф, кгс м 59,4-71,3 64,4-77,2 69,3-83,2 74,3-89,1 79,2-95 84,2-101 89,1-106,9 94,1-113 99-118,8 Давление в гидросистеме, кгс/см2 108-130 117-140 126-151 135-162 144-173 153-184 162-195 171-206 180-216 Диаметр резьбы болта d = 24 мм; усилие натяжения болта Р = 26300 кгс; 1,1 Р = 28930 кгс Крутящий момент Мф, кгс м 75,7-90,8 82-98,4 88,3-106 94,7-113,6 101-121 107-128 113,6-136 120-144 126-151 Давление в гидросистеме, кгс/см2 138-165 149-179 161-193 172-207 184-220 195-234 207-248 218-262 229-275 Диаметр резьбы болта d = 27 мм; усилие натяжения болта Р = 34200 кгс; 1,1 Р = 37620 кгс Крутящий момент Мф, кгс м 111-132,9 120-144 129-155 138,5-166 147,7-177 157-188 166-199 175,4-210 184,6-221,5 Давление в гидросистеме, кгс/см2 202-242 218-262 235-282 252-302 269-322 285-343 302-362 319-383 336-403

17

Содержание

1    Область и условия применения........................................................................ 1

2    Технические требования к фрикционным соединениям на высокопрочных болтах ... 3

3    Подготовка контактных поверхностей при заводском изготовлении и на монтаже .... 5

4    Подготовка высокопрочных болтов, гаек и шайб.................................................. 7

5    Сборка соединений, постановка и натяжение высокопрочных болтов..................... 10

6    Контроль качества фрикционных соединений и приемка работ............................. 16

7    Безопасность труда......................................................................................... 20

Приложения...................................................................................................... 23

Приложение А Нормативные ссылки................................................................... 24

Приложение Б Материалы исследований и испытаний соединений на

высокопрочных болтах с фрикционными покрытиями.....................

Приложение В Информационная документация на фрикционные грунтовки.............. 25

Приложение Г Оборудование и инструмент для производства работ....................... 40

IV

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Устройство монтажных соединений на высокопрочных    Введены

болтах с покрытием контактных поверхностей    впервые

фрикционными грунтовками в стальных конструкциях мостов

Дата введения 10 января 2006 г.

1. ОБЛАСТЬ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1    Настоящие Методические рекомендации разработаны в развитие и дополнение действующих нормативных документов СНиП 2.05.03-84*; СНиП 3.06.04-91; СНиП 3.03.01-87; СТП 006-97 и распространяются на проектирование, изготовление, монтаж и приемку стальных конструкций мостов с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах.

1.2    Выполненные в ОАО ЦНИИС исследования, испытания, опытноконструкторские и практические работы на конкретных сооружениях по применению мостовых конструкций максимальной заводской готовности с контактными поверхностями, покрытыми фрикционными грунтовками, направлены на снижение трудоемкости монтажных работ, оздоровление условий труда рабочих, устранение загрязнения зон монтажной сварки и окружающей природной среды в воздухе и воде за счет исключения при монтаже пескоструйной очистки контактов.

Механизм защитного действия цинкнаполненных протекторных грунтовок состоит в том, что в период хранения и транспортирования огрунтованных конструкций до их сборки, в условиях агрессивных воздействий окружающей среды при непосредственном контакте с ней на протяжении до одного года, цинк покрытия расходуется, передавая электроны железу и тем самым, предотвращая коррозию (протекторная защита). После сборки соединений в процессе эксплуатации мостового сооружения происходит твердофазное взаимодействие железа и цинка, при котором образуются химические соединения цинка с железом различных составов и структур. Преобладающая дельта-

фаза является структурно и химически самой устойчивой, обеспечивающей по контактам фрикционных соединений единую прочную и коррозионно-стойкую железоцинковую структуру на длительный срок, практически равный полному сроку эксплуатации мостовых сооружений.

1.3    Основанием для применения фрикционно-болтовых соединений с контактными поверхностями полной заводской готовности служит рабочая документация на мостовое сооружение. Завод-изготовитель в сертификатах на готовые конструкции должен сделать особые отметки о материале, примененном для покрытия контактных поверхностей в отправочных марках и монтажных элементах. Сертификаты на антикоррозионные композиции хранятся на заводе, а копии их должны предъявляться заказчику или контролирующей организации по первому их требованию.

1.4    Рабочая документация, выдаваемая в производство, должна иметь штампы и подписи главного инженера группы заказчика «Утверждаю к производству работ» и главного инженера мостостроительной организации «Согласовано к производству работ».

1.5    Каждая партия высокопрочных метизов и грунтовок должна сопровождаться сертификатом качества заводов-изготовителей.

1.6    Руководство по выполнению монтажных работ с фрикционно-болтовыми соединениями осуществляется специалистом, имеющим специальное образование и практический опыт по монтажу стальных конструкций.

1.7    Технические службы завода и мостостроительной организации должны организовать контроль качества выполнения фрикционно-болтовых соединений на всех стадиях технологического процесса с составлением соответствующей исполнительной документации. Руководители и исполнители данных работ должны изучить настоящий Регламент с последующей комиссионной проверкой их знаний у главного инженера предприятия.

2

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ФРИКЦИОННЫМ СОЕДИНЕНИЯМ НА

ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ

2.1    Надежность работы фрикционных соединений на высокопрочных болтах определяется выполнением требований по достижению заданных проектом и действующими нормами нижеперечисленных расчетно-конструктивных и технологических параметров:

коэффициента трения р по контактным поверхностям элементов в соединении;

коэффициента закручивания К высокопрочных болтов;

расчетного усилия Р натяжения каждого болта;

крутящего момента М_ф, необходимого для получения расчетного усилия Р.

2.2    Для обеспечения расчетных коэффициентов трения по контактным поверхностям фрикционных соединений на высокопрочных болтах требуется специальная подготовка контактов. В таблице 1 приведены значения коэффициентов трения р и коэффициентов надежности уы, в зависимости от способов подготовки контактных поверхностей.

Таблица 1- Значения коэффициентов трения р и надежности у№ по контактным поверхностям фрикционных соединений на высокопрочных болтах

Способ подготовки контактных поверхностей во фрикционных соединениях Значения коэффициента трения р Значения коэффициента надежности уьь при количестве болтов в полустыке: 2-4 5-19 20 и более 1. Дробеструйный или пескоструйный двух поверхностей без нанесения фрикционной грунтовки или с последующим нанесением грунтовки ЦВЭС на обе поверхности толщиной по 70-100 мкм 0,58 1,4 1,3 1,2 2. Дробеструйный или пескоструйный двух поверхностей с последующим нанесением на одну поверхность грунтовки ЦВЭС (70-100 мкм), на другую ЦИНОТАН или Stelpant-Pu-Zink (50-70 мкм) 0,46 1,4 1,3 1,2 3. Дробеструйный или пескоструйный двух поверхностей с последующим нанесением грунтовок ЦИНОТАН или Stelpant-Pu-Zink (50-70 мкм) на обе поверхности 0,38 1,4 1,3 1,2 4. Очистка стальными механизированными щетками двух поверхностей (без эффекта шлифовки) 0,35 2,5 1,8 1,4

3

2.3    Коэффициент закручивания К прямо пропорционально влияет на крутящий момент М_кр и, следовательно, на усилие натяжения Р, поэтому он должен указываться в сертификатах индивидуально на каждую партию болтов, гаек и шайб по результатам заводских испытаний в соответствии с указаниями ГОСТ 22356, п.п. 3.8; 3.9 и Приложение 2. Резьбу черных болтов и гаек при определении коэффициента закручивания и, соответственно, перед постановкой болтов в отверстия необходимо смазывать минеральным маслом.

По ГОСТ 22356 значения К для черных (неоцинкованных) болтов и гаек находятся в пределах 0,14-0,20. Для метизов, прошедших термодиффузионное цинкование с последующим покрытием гаек стеариновым составом К = 0,12-0,16. Если значения коэффициента закручивания вызывают сомнения, выполняют дополнительные испытания в процессе производства монтажных работ.

2.4    Расчетные усилия Р натяжения каждого высокопрочного болта с диаметром резьбы d фрикционного соединения вычисляют по формуле

Р ⁼ Rbh Abn nibhj

где Rbh - расчетное сопротивление стали 40Х “селект” растяжению. R_bn = 0,7R_bUn. Здесь Rbun - наименьшее временное сопротивление стали 40Х “селект” по ГОСТ 22356-77. Rbun = 1078 н/мм² (110 кгс/мм²);

Аьп - площадь сечения болта нетто;

mbh - коэффициент условий работы высокопрочных болтов, принимаемый 0,95.

При расчете высокопрочных болтов, работающих на растягивающие усилия без сдвига по контактам, усилия натяжения необходимо принимать Р_раст = 0,9Р.

2.5    Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом определяют по формуле

Qbh = Pp/ybh,

где Ybh - коэффициент надежности работы соединения, принимаемый в зависимости от числа болтов в соединении (в полустыке) и учитывающий с заданной вероятностью отклонения произведений случайных величин коэффициента трения ц, крутящего момента М_ф и коэффициента закручивания К в неблагоприятную сторону.

По данным таблицы 1 настоящего Регламента значения уьи приняты:

число болтов в соединении п    2-4    5-19    20 и более

значения уьи    1,4    1,3    1,2

2.6    Число болтов п в соединении (полустыке) при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения определяют по формуле

4

N

mQbhns

где m - коэффициент условий работы, принимаемый для железнодорожных, совмещенных и пешеходных мостов равным 0,9; автодорожных и городских = 1,0. ns - число контактов в соединении.

2.7 В чертежах КМ должны быть указаны: диаметр резьбы и длина болтов; класс прочности болтов по временному сопротивлению; исполнение (обычное или северное); усилие натяжения каждого болта; способ подготовки контактных поверхностей и соответствующий коэффициент трения.

3. ПОДГОТОВКА КОНТАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ЗАВОДСКОМ ИЗГОТОВЛЕНИИ И НА МОНТАЖЕ

3.1    При подготовке контактных поверхностей следует соблюдать следующие конструктивно-технологические требования:

-    обеспечение надежности работы монтажных фрикционно-болтовых соединений за счет получения и сохранения стабильных значений коэффициентов трения по контактам в соответствии с таблицей 1;

-    сохранение заданных и достигнутых свойств контактных поверхностей в условиях транспортирования конструкций и хранения их на монтажной площадке до одного года.

3.2    Для защитно-фрикционного покрытия контактных поверхностей рекомендуется применять:

а) двухкомпонентную цинкнаполненную композицию ЦВЭС № 1 по ТУ 2312-004-12288779-99: компонент А - связующее - этилсиликат по ТУ 0165-09-95; компонент Б -наполнитель - цинковый порошок марки ПЦВД по ТУ 494К-А064-02-93. Протекторная грунтовка ЦВЭС защищает сталь от коррозии в атмосферных условиях всех макрокпима-тических районов, в морской и пресной воде, водных растворах солей (pH 6,0-9,0), в нефти и нефтепродуктах. Покрытие не устойчиво в спиртах и ряде органических растворителей. Термостойкость - длительная до 150 °С; кратковременная до 200 °С.

Компоненты А и Б смешиваются непосредственно перед нанесением в соотношении 1:1 по массе; условная вязкость по ВЗ-246 = 21 сек, нанесение: пневматическое или безвоздушное распыление. Расчетный коэффициент трения ц = 0,58;

б)    однокомпонентную цинкналолненную протекторную грунтовку ЦИНОТАН по ТУ 2313-017-12288779-99 на уретановом связующем, отверждающуюся влагой атмосферного воздуха;

в)    однокомпонентную цинкналолненную протекторную грунтовку Stelpant-Pu-Zink на уретановой основе (производство Германии).

Цинкнаполненные грунтовки на полиуретановой основе ЦИНОТАН и Stelpant-Pu-Zink защищают сталь от коррозии в атмосферных условиях всех макроклиматических районов, в морской и пресной воде, в водных растворах солей, кислот и щелочей (pH = 4-11), в нефти и нефтепродуктах. Термостойкость до 150 °С (кратковременно до 200 °С).

Грунтовки ЦИНОТАН и Stelpant-Pu-Zink по данным испытаний, проведенных в ЦНИИС в 2004 г., обеспечивают коэффициент трения по контактам р = 0,38.

Не исключается применение покрытий в сочетании ЦВЭС на один контакт, ЦИНОТАН или Stelpant-Pu-Zink на другой. В таком варианте коэффициент трения по данным испытаний ЦНИИС составляет р = 0,46. Рекомендуется ЦВЭС наносить на монтажные элементы (накладки, фасонки и т.д.), а ЦИНОТАН или Stelpant на отправочные марки.

3.3    Для обеспечения протекторной защиты (холодного цинкования) поверхности металлоконструкций должны быть энергетически активными, т.е. обработанными в заводских условиях дробеструйным или дробеметным способом перед запуском металлопроката в производство или после технологического процесса изготовления отправочных марок и монтажных элементов. Наилучшие результаты по коэффициенту трения дают образцы, обработанные колотой дробью отечественного или зарубежного производства с последующим нанесением грунтовки. Длительность перерыва между операцией подготовки поверхности и грунтованием в закрытом помещении не должна превышать 24 час, а на открытом воздухе - 8 час.

3.4    Если в процессе обработки и сборки-сварки поверхности конструкций загрязняются или ржавеют, требуется повторная их очистка дробеструйным или дробеметным способом. Перед очисткой с поверхностей должны быть удалены масляные пятна, т.е. поверхности подлежат обезжириванию. Данное требование справедливо как для контактно-фрикционных поверхностей, так и для всех остальных.

3.5    Непосредственно перед нанесением защитно-фрикционного покрытия с контактных поверхностей монтажных соединений удаляют все неровности и дефекты, в том числе заусенцы вокруг отверстий, препятствующие плотному прилеганию элементов в соединении.

6