钢结构摩擦面单面处理技术的应用

随着我国经济建设形势的好转，钢产量逐年增长，钢结构以强度高、材质均匀、塑韧性好、工业化程序高等优点，在工业与民用建筑中得到广泛应用。由于其连接形式多采用篼强度螺栓摩擦型连接的方法。当预拉力不变时，若增加结构的承受能力，就必须提高连接点接触面上的摩擦系数。设计规范要求，提高摩擦系数方法，通常对摩擦面作喷砂处理（即双面喷砂）。但在实际生产过程中，由于主桁架部件往往受数量大，喷砂面积大，搬运困难及喷砂工艺受诸多因素制约，给施i质量及进度造成很不利。

在阳逻电厂二期干煤棚的施工中，出现了摩擦系数值未达到设计要求的情况，经初步分析为摩擦面的处理工艺达不到要求所造成。本文提出一种采用复合喷砂单面处理摩擦面的方法，妥善地解决了摩擦面出现的问题。

1摩擦系数达不到设计值情况分析l.i工程概况武汉阳逻电厂一二期工程建设装机容量为2x300MW机组，一二期工程分别于1990年12月18日和1994年12月18日开工，分别于1994年8月12日和1997年12月31日完工。运煤系统干煤棚结构为三铰拱钢结构，其跨度为73.8m，篼30.56m，―期工程干煤棚长度105.0m，二期长度为52.5m，建成后的干煤棚总长度为157.5m，实际C存干煤量约为4.64m万吨。可供电厂120MW机组燃用4.45天。

榀拱桁架，84榀辅助桁架，112榀连接桁架，14套地铰，7套天铰通过14000套高强螺栓连接成整体。

每榀拱桁架重约30t，分16段制作，各段之间的连接采用M22或M16扭剪型高强螺栓连接，螺栓材质在高强度螺栓连接中，当预拉力不变时，提高接触面上的摩擦系数，即能直接增加结构的承载能力，因此在连接板之间作提高摩擦系数的表面处理，具有重要的工程实际价值。在煤棚桁架不同构件连接的接触面间，设计要求接触面进行喷砂处理，摩擦系数不小于0.45/1.因制作条件所限，经有关资料证，制作人员制作部分构件时，未严格按施工图要求的喷砂工艺处理摩擦面，经有关资料证，采用了砂轮打磨法处理，在试件系数M值未完全达到设计值的情况下，仍进行加工该部分构件。初检时发现观感效果不够理想。为在理论上证实，在打磨的构件上取样件进行抗滑移力学试验，其结果也未达到设计值。在部分批量生产的构件摩擦面的质量不能完全保证的前提下，停止了该部构件采用打磨工艺加工。后经工程指挥部组织、设计及监理参加，共同研究达成一致意见，即对还没有制作构件的摩擦面一律进行喷砂；对于已制作好的部分桁架，二角钢相拼后（见），中间采用的12板作连接产生的夹缝已无法再进行喷砂的应作特殊处理。

式砂轮打磨摩擦面的摩擦系数，若工艺控制得好，可达到一般喷砂处理的效‘果，对于摩擦系数要求较高、数量少、而不分散施工的接触面采用砂轮打磨是一种简便易行的处理方法。砂轮打磨处理摩擦面完全依靠人工控制，工艺要求用力均匀一致，且打磨方向与构件受力方向垂直，打磨后表面不得沾油污和涂刷油漆。通过现场分析认为，这次出现的摩擦系数达不到设计要求，问题的关键在加工人员没有经验，没有掌握该工艺技术要点，另外，对砂轮转速的高低，砂轮片材质软硬度选择的工艺基础不甚了解，盲目操作，使表面粗糙度不均；拉起的毛刺不多，用力不均；局部高低不平；砂轮片上粘有铁屑未及时清除，使砂轮片表面形成了保护层，反而造成表面光滑表1钢结构扭剪型离强度蠓栓连接摩擦面处理检记录工程名称：阳逻电厂二期干煤棚部位：⑥轴GHI及节点板处理方式：压力式喷砂砂粒名称：石英砂施砂粒大小：mm有棱角多边几何体工砂粒干湿度：洁净干燥，含水量<1%气体压力：一级0.16.18MPa、二级记0.16.18MPa喷嘴大小：79mm录喷砂速度：20-40cm2/min摩擦面表面处理情况：经喷砂后无飞边、无刺、污垢、焊接疤、涂料等检意见符合要求表2抗滑移系数试验结果2.夹板拉板均作喷砂处理。

面的产生等，都严重影响了摩擦系数的提高。

2钢结构摩擦面单面处理技术处理方法如果坚持按原设计施工，已加工llt构件将要报废，为此提出将已加工好的构件夹缝处采用酸洗处理，处理方法是将夹缝之间的摩擦面用1粗砂布擦去表面的浮锈，但不得清理至光亮程度，再用15%浓度稀释硫酸进行清洗，洗出的表面呈灰黑状（第二天为赤红状），手触有吸附感觉。拉板部分采用复合喷砂的办法加工，使其达到设计要求的摩擦系数值，结点结构如所示。

图喷砂工艺因对摩擦系数的要求不同，砂子的选材也不相同。常用的砂子材料有铝砂、钢砂、石英砂等，该工艺材料采用的石英砂即可达到设计要求。以上所采取的实际上是以提高单面摩擦系数为主的表面处理方法，本工艺对砂子特性、气体压力、喷砂速度等控制见表1.复合喷砂工艺是将喷砂工艺过程由一次施工改为二次施工，对构件进行第一次加温，加温至700X：左右，进行喷砂加工，待完全冷却后用铜丝刷去掉破损及未打入构件1/2的浮砂。表面出现不均匀花斑状。再次加温，构件表面温度约达到6001C左右，再次喷砂。构件螺栓孔周边及构件周边是重点部位，操作者应注意观察，防止漏喷。

处理完的表面呈灰白色，班点均匀，手感粗糙，相当于040.6砂布表面的毛糙度，如工面无亮点。

处理后的摩擦面，我们随机抽样两种规格计6组，组装成的试件，采用M22篼强螺栓由中心船舶工业总公司武汉材料检测中心检测，进行摩擦系数检测试验，试验结果，摩擦系数按式：f=N/nmP计算。：f摩擦系数；N连接接头的极限滑动荷载；n连接接头的摩擦面数；m篼强螺栓的数量；P高强螺栓的预拉力。

试验表明，两种不同形式的试件的摩擦系数平均值分别为0.503和0.483，达到并超过了设计值0.45.另外还做了两组M16螺栓连接的二栓摩擦系数试件，实测预拉力平均值为114kN，N值分别为251kN和272kN，摩擦系数达055F及059m，试件结果见表2.本期干煤棚工程安装交付使用，已有10个月。

摩擦面以单面为主的处理方案是成功的。这样不仅节约材料费用35万元，节省了处理时间，且为今后大型钢结构加工摩擦面处理找到了一种简易可行的方法，并积累了一定的经验。在工程构件加工和施工实际过程中，大型钢结构的夹板连接部分大都设置在主桁架，又大多在露天作业。摩擦面的喷砂工艺受天气诸多因素的影响，手工打磨工艺往往受操作人员经验的影响，使加工的质量不稳定，导致摩擦系数达不到设计要求。采用上述方法处理，芯板部分大多用在撑杆、腹杆及辅助桁架部分，几何尺寸小，重量小，转运方便，可以在专用喷砂房内进行，不受外界影响。此处理办法效果明显，操作方便，简易可行，可供钢结构摩擦面选用处理方案时借鉴。