CN103592063B - 用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测试高强度螺栓的在役状态预拉力的方法，包括：步骤a、于在役状态的高强度螺栓沿轴线钻孔形成检测孔；步骤b、于在役状态的高强度螺栓的检测孔内安装柱状应变计；步骤c、拆卸在役状态的高强度螺栓、并利用测量仪器读取柱状应变计在拆卸完成之后产生的应变幅值；步骤d、将拆卸的高强度螺栓安装于轴力计、并在轴力计紧固该高强度螺栓；步骤e、当紧固产生的应变幅度达到应变幅值时，将轴力计的读数读取为该高强度螺栓于在役状态时的预拉力。可见，本发明通过释放在役状态的高强度螺栓采集该高强度螺栓于在役状态时的扭紧应变、并参照该扭紧应变仿造该高强度螺栓的在役状态，从而能够得到该高强度螺栓于在役状态时的预拉力。

Description

用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法

技术领域

本发明涉及钢结构测试技术，特别涉及一种用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法。

背景技术

对于钢结构来说，在连接节点处通常会大量采用高强度螺栓实现连接，其中，本文所述的高强度螺栓是指国标标准（GB）等级不低于8.8级的螺栓、其通常也会被简称为高强螺栓。当这些高强度螺栓被装设在连接节点时、即“在役”时，需要长期保持高强度的张紧状态。尤其是对于摩擦型的连接节点，在役的高强度螺栓在张紧状态产生的预拉力大小直接关系到连接节点的可靠性。

然而，当经过长时间使用、或受到某些突发事故的冲击后，在役的高强度螺栓的预拉力大小存在减弱的可能，为此，现有技术急需一种测试方法能够随时获知在役的高强度螺栓的预拉力大小。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法，该方法包括：

步骤a、于在役状态的高强度螺栓沿轴线钻孔形成检测孔；

步骤b、于在役状态的所述高强度螺栓的所述检测孔内安装柱状应变计；

步骤c、拆卸在役状态的所述高强度螺栓、并利用与所述柱状应变计电连接的测量仪器读取所述柱状应变计在所述拆卸完成之后产生的应变幅值；

步骤d、将拆卸得到的所述高强度螺栓安装于轴力计、并在所述轴力计紧固所述高强度螺栓；

步骤e、当通过对所述测量仪器的读取识别出所述紧固对所述高强度螺栓产生的应变幅度达到所述应变幅值时，将所述轴力计的读数读取为所述高强度螺栓处于在役状态时的预拉力。

可选地，所述步骤a进一步在所述钻孔之前磨除所述高强度螺栓在其端头部的钻孔位置处的热处理渗碳层。

可选地，所述步骤b进一步在所述安装之前向所述检测孔内注胶。

可选地，所述步骤b进一步在所述注胶之前对所述检测孔冷却及孔内清洗。

可选地，所述步骤b进一步在所述安装之后对所述应变计在所述检测孔内的粘合进行养护固化。

可选地，所述步骤a利用磁力钻实现所述钻孔。

可选地，所述步骤a利用电动雕琢工具实现所述磨除。

可选地，所述步骤b安装的所述柱状应变计为电阻应变计。

可选地，处于在役状态时的所述高强度螺栓位于结构连接节点。

可选地，所述检测孔的孔底与所述高强度螺栓所连接的两个结构件的连接结合面对齐，插入在所述检测孔内的所述柱状应变计的端部与所述检测孔的孔底之间具有3～5mm的距离。

如上可见，本发明于在役状态的高强度螺栓形成检测孔并在检测孔内安装柱状应变计，从而通过拆卸高强度螺栓能够获得柱状应变计在高强度螺栓拆卸后发生的应变幅值，由于该应变幅值能够体现高强度螺栓于在役状态下与预拉力同时产生扭紧应变的大小，因此，通过以应变幅值为参考而在轴力计仿造高强度螺栓的在役状态，即可借助高强度螺栓于在役状态下的扭紧应变准确测量得到该高强度螺栓于在役状态下的预拉力。

附图说明

图1为本发明实施例中用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法的流程示意图；

图2为适用如图1所示流程实现测试的一种在役状态的高强度螺栓的实例示意图；

图3a至图3c为如图2所示实例采用如图1所示流程于在役状态的高强度螺栓形成检测孔并在检测孔内安装柱状应变计的示意图；

图4为如图2所示实例采用如图1所示流程拆卸在役状态的高强度螺栓、并利用柱状应变计测量拆卸后的应变幅值的示意图；

图5为如图2所示实例采用如图1所示流程以应变幅值为参考在轴力计仿造高强度螺栓的在役状态的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明实施例中用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例中用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法包括：

步骤101，于在役状态的高强度螺栓沿轴线钻孔形成检测孔。其中，钻孔的实现可以利用例如磁力钻等钻孔工具。

实际应用中，本步骤可以进一步在钻孔之前磨除高强度螺栓在其端头部的钻孔位置处的热处理渗碳层、以便于钻孔的执行。其中，磨除的实现可以利用例如电动雕琢工具等磨削工具。

步骤102，于在役状态的高强度螺栓的检测孔内安装柱状应变计。其中，安装的柱状应变计可以为例如电阻应变计等任一种能够测量应力变化的应变计。

实际应用中，本步骤可以进一步在安装柱状应变计之前向检测孔内注胶、以便于柱状应变计与检测孔的内壁稳固连接。

而且，无论步骤101是否在钻孔之前磨除了热处理渗碳层，本步骤均可以进一步在向检测孔内注胶之前对检测孔进行冷却处理、以及孔内清洗。

另外，本步骤还可以进一步在安装柱状应变计之后，对柱状应变计在检测孔内的粘合进行养护固化。

步骤103，将安装有柱状应变计的在役状态的高强度螺栓拆卸，并利用与柱状应变计电连接的测量仪器读取柱状应变计在拆卸完成之后产生的相比于拆卸之前、即相比于在役状态的应变幅值。

步骤104，将拆卸的高强度螺栓安装于轴力计、并在轴力计紧固该高强度螺栓。

步骤105，当通过对与柱状应变计电连接的测量仪的读取，而识别出对该高强度螺栓的紧固所产生的应变幅度已达到将该高强度螺栓从在役状态拆卸时产生的应变幅值时，将轴力计的读数读取为该高强度螺栓处于在役状态时的预拉力。

至此，一次测试流程结束。

如上可见，本发明实施例中的上述方法于在役状态的高强度螺栓形成检测孔并在检测孔内安装柱状应变计，从而通过拆卸高强度螺栓能够获得柱状应变计在高强度螺栓拆卸后发生的应变幅值，由于该应变幅值能够体现高强度螺栓于在役状态下产生的预拉力所对应的应变大小，因此，通过以应变幅值为参考而在轴力计仿造高强度螺栓的在役状态即可准确获得高强度螺栓于在役状态的预拉力。即，该方法通过释放在役状态的高强度螺栓而采集在役状态的该高强度螺栓的扭紧应变、并参照该扭紧应变在轴力计仿造该高强度螺栓的在役状态，从而能够得到该高强度螺栓于在役状态的预拉力。

在实际应用中，上述方法可以适用于任何钢结构的任何连接节点处的在役高强度螺栓。下面，以如图2所示的钢结构框架的连接节点处的在役高强度螺栓为例，对上述方法进行实例说明。

参见图2，钢结构框架的连接节点A处，存在多个在役的高强度螺栓20：

首先，按照上述的方法从在役的高强度螺栓20的端头部21向螺杆部22方向沿轴线C进行钻孔，即可得到检测孔30，如图3a至图3c所示；其中，检测孔30的孔深较佳地应使检测孔30的孔底能够与高强度螺栓20所连接的两个结构件的连接结合面对齐，例如，检测孔30的孔深可以为35mm；而检测孔30的直径则可以参照高强度螺栓20的具体规格相应设定，例如检测孔30的直径可以为2mm；

其次，按照上述的方法将柱状应变计40安装于高强度螺栓20的检测孔30内，如图3a和图3c所示；其中，；插入在检测孔30内的柱状应变计40的端部较佳地应与检测孔30的孔底之间具有3～5mm的距离，例如，对于孔深为35mm的检测孔30，柱状应变计40在检测孔30内的插入深度可以为30～32mm；而柱状应变计40的直径可以参照检测孔30的直径相应设定，例如，对于直径为2mm的检测孔30，柱状应变计40的直径可以为1.8mm；

然后，按照上述的方法利用扭矩扳手等任一种工具松动螺母23、以将安装有柱状应变计40的在役的高强度螺栓20拆卸，并利用与柱状应变计40电连接的测量仪器50读取柱状应变计40在拆卸完成之后产生的扭紧应变幅值，如图4所示；

最后，按照上述方法将拆卸的高强度螺栓20安装于轴力计60，并在轴力计60利用扭矩扳手等任一种工具扭紧螺母23、以紧固该高强度螺栓20，如图5所示，当通过测量仪器50（未在图5中示出）识别出对该高强度螺栓20的紧固所产生的应变幅度，已达到将该高强度螺栓20从在役状态拆卸时产生的应变幅值时，即可将轴力计60的读数读取为该高强度螺栓20处于在役状态时的预拉力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测试在役状态的高强度螺栓的预拉力的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤a、于在役状态的高强度螺栓沿轴线钻孔形成检测孔；

步骤b、于在役状态的所述高强度螺栓的所述检测孔内安装柱状应变计；

步骤c、拆卸在役状态的所述高强度螺栓、并利用与所述柱状应变计电连接的测量仪器读取所述柱状应变计在所述拆卸完成之后产生的应变幅值；

步骤d、将拆卸得到的所述高强度螺栓安装于轴力计、并在所述轴力计紧固所述高强度螺栓；

步骤e、当通过对所述测量仪器的读取识别出所述紧固对所述高强度螺栓产生的应变幅度已达到所述应变幅值时，将所述轴力计的读数读取为所述高强度螺栓处于在役状态时的预拉力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a进一步在所述钻孔之前磨除所述高强度螺栓在其端头部的钻孔位置处的热处理渗碳层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步在所述安装之前向所述检测孔内注胶。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步在所述注胶之前对所述检测孔冷却及孔内清洗。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步在所述安装之后对所述应变计在所述检测孔内的粘合进行养护固化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤a利用磁力钻实现所述钻孔。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a利用电动雕琢工具实现所述磨除。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤b安装的所述柱状应变计为电阻应变计。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，处于在役状态时的所述高强度螺栓位于结构连接节点。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测孔的孔底与所述高强度螺栓所连接的两个结构件的连接结合面对齐，插入在所述检测孔内的所述柱状应变计的端部与所述检测孔的孔底之间具有3～5mm的距离。