理论教育 城市老桥保护与修复:铆接基本原理创新实践

城市老桥保护与修复:铆接基本原理创新实践

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:铆钉是铆接结构中最基本的连接件,由圆柱铆杆、铆钉头、镦头组成。解放桥改造工程中铆接工作同样均为热铆。如果普通碳素钢铆钉采用铆钉枪铆接,应加热到约1000℃;用压铆机铆合时,应加热至约700℃。铆钉的终铆温度应在450~600℃,终铆温度过高,会降低钉杆的初应力;终铆温度过低,易发生脆裂现象。

城市老桥保护与修复:铆接基本原理创新实践

铆接在钢桥中应用已有一百多年历史,铆接一般具有韧性和塑性好、传力均匀可靠、连接质量容易检查、对主体材质质量要求较低等特点,比较适用于重型和经常承受动荷载作用的钢结构。其缺点是:搭接较多,钉孔削弱杆件,施工工艺中的制孔和打铆费钢费工,要求技工具有较高的技术水平。

铆钉是铆接结构中最基本的连接件,由圆柱铆杆、铆钉头、镦头组成。常见的铆钉形式有:半圆头铆钉、平锥头铆钉、沉头铆钉、半沉头铆钉、扁圆头铆钉和扁平头铆钉等。参考标准包括:《半圆头铆钉(粗制)》(GB/T863.1—1986)、《小半圆头铆钉(粗制)》(GB/T863.2—1986)、《平锥头铆钉》(GB864—1986)、《沉头铆钉》(GB865—1986)、《半沉头铆钉》(GB866—1986)、《半圆头铆钉》(GB867—1986)、《平锥头铆钉》(GB868—1986)、《沉头铆钉》(GB869—1986)、《半沉头铆钉》(GB870—1986)、《扁圆头铆钉》(GB871—1986)、《扁平头铆钉》(GB/T872—1986)。在各种铆接中,强固结合用半圆头铆钉和密固结合用半圆头铆钉两种铆钉应用最为广泛。一般钢制铆钉的材料采用A3和A2普通碳素钢,或符合《普通碳素钢铆螺用热轧圆钢技术条件》要求的ML2铆螺2号、ML3铆螺3号普通碳素铆螺用钢,以及10、15优质碳素钢。

铆接分为热铆、冷铆两种铆合方法。由于桥梁用钢材的性质较为坚硬,冷铆方法外观上很难达到铆钉钉头的外观尺寸要求,因此选用热铆。解放桥改造工程中铆接工作同样均为热铆。热铆是铆钉加热后进行的铆接,钉杆一端形成封闭的钉头,同时镦粗铆钉杆充满钉孔,冷却时,铆钉长度收缩,使被铆件之间产生压力,造成很大的摩擦力,从而产生足够的连接强度。

铆钉加热的温度取决于铆钉的材质和施铆方式。如果普通碳素钢铆钉采用铆钉枪铆接,应加热到约1000℃;用压铆机铆合时,应加热至约700℃。铆钉的终铆温度应在450~600℃,终铆温度过高,会降低钉杆的初应力;终铆温度过低,易发生脆裂现象。因此,热铆铆钉的过程应尽可能在短时间内(20s内)迅速完成。由于铆钉在长度方向的冷缩受到钢板的阻止,钉杆内产生内拉应力,将钢板压紧,使连接件十分紧密,当连接件受力时,接触面上产生很大的摩擦阻力,从而提高了连接的工作性能。铆钉内的预紧力大小与板厚及打钉终止时的温度有关,一般在1500~2000kg/mm2范围内。热铆时不允许在蓝脆温度下继续进行打铆,以免脆裂。(www.daowen.com)

施铆方式有手工铆、风枪铆和液压铆三种。风枪铆一般利用6kg/mm2的高压风作动力,冲打安装在风枪口上的铆钉窝子,在急剧锤击下完成铆钉。其优点是不受铆钉所处的位置限制,上下、左右都可以进行铆接。液压铆一般分为固定式和移动式两种。由于液压压力大,铆钉只需烧到800℃即可,具有劳动力少、生产效率高、无噪声、铆接质量好的优点。

典型的铆接工序包括:铣孔、烧钉、投钉、接钉、顶钉、施铆。由于工艺制作的不规范,往往会导致铆钉出现缺陷,如钉头过大或过小、铆接不严或偏歪、偏头、裂纹、松动以及板面刻凹等。

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