高強(qiáng)度螺栓連接已經(jīng)普遍的被應(yīng)用到建筑鋼結(jié)構(gòu)、橋梁、大型起重機(jī)械等鋼結(jié)構(gòu)上。在某種意義上講高強(qiáng)度螺栓已經(jīng)部分取代了鉚釘。盡管?chē)?guó)內(nèi)早已有相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等文件對(duì)高強(qiáng)度螺栓的施工有所規(guī)定，但標(biāo)準(zhǔn)的種類(lèi)較多。相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的相關(guān)內(nèi)容也各有所不同。高強(qiáng)度螺栓在現(xiàn)場(chǎng)的施工中經(jīng)常發(fā)生這樣或那樣的問(wèn)題，影響了施工的進(jìn)度和質(zhì)量。在此，本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和現(xiàn)代國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)就高強(qiáng)度螺栓的連接現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題作一討論，說(shuō)明在實(shí)際應(yīng)用高強(qiáng)度螺栓容易出現(xiàn)的常見(jiàn)問(wèn)題供設(shè)計(jì)者和施工者參考。
1.高強(qiáng)度螺栓連接副的施工扭矩
在高強(qiáng)度螺栓連接施工中，許多設(shè)計(jì)者在施工圖紙中標(biāo)明了在施工時(shí)終扭高強(qiáng)度螺栓螺母的扭矩，而終經(jīng)常出現(xiàn)兩種情況，一是在安裝結(jié)束后加載時(shí)出現(xiàn)結(jié)合面的滑移現(xiàn)象；二是在施工工程中出現(xiàn)了螺栓被扭斷現(xiàn)象。
在技術(shù)文件和圖紙中各個(gè)企業(yè)的給定扭矩各不相同甚至有些數(shù)據(jù)相差甚大，而實(shí)際上大家都選用符合同一國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓。而在采購(gòu)時(shí)不同的企業(yè)不同的批號(hào)的高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)也是不同的，所以，一般不在圖紙中給出確定的扭矩?cái)?shù)值，以免所給定的扭矩?cái)?shù)值和實(shí)際的需要數(shù)值偏差過(guò)大而影響到施工的質(zhì)量。
在施工現(xiàn)場(chǎng)，一些安裝部門(mén)會(huì)遇到高強(qiáng)度螺栓被拉斷或者結(jié)合面出現(xiàn)滑移現(xiàn)象而不得不更換螺栓或?qū)⒔Y(jié)合面處的連接板焊上?？梢?jiàn)高強(qiáng)度螺栓的施工扭矩?cái)?shù)值非常重要。在施工前必須十分合理的確定其參數(shù)，以保證終的施工質(zhì)量。
高強(qiáng)度螺栓早使用的時(shí)間大約在三十多年前，當(dāng)時(shí)各個(gè)企業(yè)一般自己設(shè)計(jì)制造高強(qiáng)度螺栓。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)高強(qiáng)度螺栓的要求也未達(dá)到現(xiàn)在這樣規(guī)范和完整。高強(qiáng)度螺栓在制造時(shí)也不規(guī)范。制造時(shí)螺栓或螺母的毛坯常常是由機(jī)械加工完成，而不是現(xiàn)代的模鍛制造；在螺紋方面常常使用普通機(jī)床加工螺紋而不是使用滾絲機(jī)加工制造。在完成加工后進(jìn)行發(fā)藍(lán)處理，個(gè)別企業(yè)還進(jìn)行鍍鋅處理。熱處理工藝也不像現(xiàn)在這樣完善。同樣的金屬材料過(guò)去的產(chǎn)品在機(jī)械性能上經(jīng)常達(dá)不到要求。經(jīng)過(guò)普通機(jī)床加工和表面處理后的螺栓螺母其扭矩系數(shù)都比較大。早期的設(shè)計(jì)手冊(cè)和計(jì)算方法給出的扭矩系數(shù)是0.18-0.19。而現(xiàn)在由于加工工藝的改變和表面處理方法的改變國(guó)產(chǎn)高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)基本在0.11-0.14左右。部分高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品的表面采用磷化皂化處理，而具體的扭矩系數(shù)需要由制造商提供或通過(guò)試驗(yàn)獲取。所以，現(xiàn)在的同規(guī)格的高強(qiáng)度螺栓的施工扭矩通常要小于過(guò)去高強(qiáng)度螺栓的施工扭矩。
在與國(guó)外制造商合作制造的設(shè)備中或進(jìn)口設(shè)備中常選用進(jìn)口高強(qiáng)度螺栓，在施工中部分圖紙中已經(jīng)標(biāo)佶矚憧惋時(shí)夼檳鈷?cǎi)W誰(shuí)峪閘銩扭匣數(shù)值。螽時(shí)師欷湮鷂徐數(shù)值憧惋，櫻嫗妄篾檳國(guó)產(chǎn)馱誰(shuí)峪閘銩時(shí)饌椹進(jìn)息唄討論騰飼國(guó)產(chǎn)產(chǎn)鈷憧惋扭匣數(shù)值。欷伢躞現(xiàn)憧惋鈷泖誤。值責(zé)誰(shuí)調(diào)鈷扉錈憷，歐窠鈷?cǎi)W誰(shuí)峪閘銩鈷憧惋扭匣熳圣惋惋藝攸處租郯鬩欷朽瞌柱鈷荇砸扉邗源蒿國(guó)產(chǎn)鈷?cǎi)W誰(shuí)峪閘銩扭匣艇數(shù)愚，岫欷憧惋扭匣濂愚。進(jìn)息歐窠鈷?cǎi)W誰(shuí)峪閘銩鈷扭匣艇數(shù)髯呷瞍0.13-0.16。其國(guó)椏鈷標(biāo)褡濂耖國(guó)國(guó)詩(shī)標(biāo)褡痦瞍扉鏌鈷蟋別。麇別竇腧夼檳進(jìn)息閘銩荇姻簡(jiǎn)單鈷夼檳耖國(guó)標(biāo)褡計(jì)擤憧惋扭匣，夼檳國(guó)產(chǎn)馱誰(shuí)峪閘銩荇姻蛄鍶鬟檳國(guó)椏鈷憧惋扭匣憧惋。 使用中國(guó)國(guó)家標(biāo)褡鈷?cǎi)W誰(shuí)峪閘銩連鍶薺時(shí)憧惋鈷扭匣孫議為： 大六角頭馱誰(shuí)峪閘銩鈷憧惋扭匣湮鬩計(jì)擤確鏌： Tc=1.05k稰c穌 Tc-施工扭匣(N穖)；
k-高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)的平均值； Pc-高強(qiáng)度螺栓施工預(yù)拉力(kN)，見(jiàn)表1； d-高強(qiáng)度螺栓螺桿直徑(mm)；
大六角頭高強(qiáng)度螺栓施工預(yù)拉力Pc (kN) 螺栓性能等級(jí)螺栓公稱直徑
1.05為衰減系數(shù)，是考慮在預(yù)緊張力時(shí)適當(dāng)?shù)拇嬖谝欢ǖ倪^(guò)張力。 扭矩系數(shù)是由高強(qiáng)度螺栓制造商提供或經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的方法獲得。
另外，部分國(guó)外設(shè)備制造商在高強(qiáng)度螺栓施工中有時(shí)要求在螺紋處使用二硫化鉬粉末做潤(rùn)滑劑然后施加扭矩，此時(shí)的扭矩系數(shù)會(huì)非常小，所以施工扭矩也會(huì)非常小，需特別注意。不然在施工中會(huì)拉斷高強(qiáng)度螺栓。 2、施工的力矩扳手
現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)力矩扳手的使用需要特別注意其扭矩?cái)?shù)值的偏差。因?yàn)樵诓少?gòu)、運(yùn)輸、保管、使用的過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)值偏離情況。所以，高強(qiáng)度螺栓施工中所用的扭矩扳手，在使用前必須校正，其扭矩誤差不得大于?5%
，合格后方準(zhǔn)使用。校正用的扭矩扳手，其扭矩誤差不得大于?3%
。不允許使用普通扳手或電動(dòng)普通扳手施工。有時(shí)力矩扳手會(huì)損壞，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)更換。扭矩?cái)?shù)值偏差過(guò)大的力矩扳手不可繼續(xù)使用。
3、對(duì)螺栓的要求
要選用正規(guī)廠家，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的螺栓、螺母和墊圈。其連接副扭矩系數(shù)保證期為自出廠之日起六個(gè)月。螺栓、螺母、墊圈有下列情況為不合格品，禁止使用。 a. 來(lái)源(制造廠)不明者； b. 機(jī)械性能不明者； c. 扭矩系數(shù)k不明者；
d. 有裂紋、傷痕 、毛刺、彎曲、鐵銹、螺紋磨損、被水或雨水淋濕過(guò)或有缺陷者； e. 未附帶性能試驗(yàn)報(bào)告者； f. 與其它批號(hào)螺栓混合者；
g. 長(zhǎng)度不夠的螺栓，即擰緊后螺栓頭露不出螺母端面者。一般取伸出螺母端面的長(zhǎng)度以2～3扣螺紋為宜，
h. 連接副扭矩系數(shù)超過(guò)保證期的；（一般高強(qiáng)度螺栓出廠扭矩系數(shù)保證期為6個(gè)月） j. 不可用普通8.8級(jí)螺栓或8級(jí)螺母代替大六角頭高強(qiáng)度螺栓和螺母用于連接副； k.已經(jīng)使用過(guò)拆下的高強(qiáng)度螺栓和螺母不可再使用。
如GB5728或GB6170的螺栓螺母代替大六角頭高強(qiáng)度螺栓螺母。 不同廠家和不同批號(hào)的高強(qiáng)度螺栓在扭矩系數(shù)不詳情況下不可混合使用。
現(xiàn)場(chǎng)比較容易發(fā)生不將高強(qiáng)度螺栓與螺母仔細(xì)保管情況。若高強(qiáng)度螺栓表面發(fā)生銹蝕、表面污染等，應(yīng)不再使用，需要更換新的高強(qiáng)度螺栓與螺母。 4、對(duì)連接結(jié)合面的要求
連接板和連接母體一般都經(jīng)過(guò)噴砂或拋丸處理，在運(yùn)輸和施工中需要保證施工前的結(jié)合面的粗糙度和清潔度。不允許泥土、雜物污染結(jié)合面。表面粗糙度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)要在現(xiàn)場(chǎng)重新進(jìn)行噴砂或拋丸處理然后在進(jìn)行施工。安裝單位要特別注意保護(hù)好高強(qiáng)度螺栓連接處的連接板和母體的連接表面的清潔度、摩擦表面的特性。 5、高強(qiáng)度螺栓安裝的其它要求
高強(qiáng)度螺栓連接副組裝時(shí)，螺母帶圓臺(tái)面的一側(cè)應(yīng)朝向墊圈有倒角的一側(cè)。對(duì)于大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副組裝時(shí)，螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺栓頭。
安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，嚴(yán)禁強(qiáng)行穿入螺栓(如用錘敲打)。如不能自由穿入時(shí)，該孔應(yīng)用鉸刀進(jìn)行修整，修整后孔的大直徑應(yīng)小于1.2倍螺栓直徑。修孔時(shí)，為了防止鐵屑落入板迭縫中，鉸孔前應(yīng)將四周螺栓全部擰緊，使板迭密貼后再進(jìn)行。嚴(yán)禁氣割擴(kuò)孔?，F(xiàn)場(chǎng)較容易發(fā)生采用氣割擴(kuò)孔的情況，需要特別督察。
安裝高強(qiáng)度螺栓時(shí)，構(gòu)件的摩擦面應(yīng)保持干燥清潔，不得在雨中作業(yè)。
高強(qiáng)度螺栓擰緊時(shí)，只準(zhǔn)在螺母上施加扭矩。只有在空間受限制時(shí)，才允許擰螺栓。 高強(qiáng)度螺栓的擰緊應(yīng)分為初擰、終擰。對(duì)于大型節(jié)點(diǎn)應(yīng)分為初擰、復(fù)擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%左右，復(fù)擰扭矩等于初擰扭矩。為防止遺漏，對(duì)初擰或復(fù)擰后的高強(qiáng)度螺栓，
應(yīng)使用顏色在螺母上涂上標(biāo)記。對(duì)終擰后的高強(qiáng)度螺栓，再用另一種顏色在螺母上涂上標(biāo)記。 高強(qiáng)度螺栓在初擰、復(fù)擰和終擰時(shí)，連接處的螺栓應(yīng)按一定順序施擰，一般應(yīng)由螺栓群中央順序向外擰緊。
高強(qiáng)度螺栓的初擰、復(fù)擰、終擰應(yīng)在同一天完成。不可在第二天以后才完成終擰?，F(xiàn)場(chǎng)存在這樣的施工單位，當(dāng)復(fù)扭結(jié)束后終扭的時(shí)間在一天甚至一周或一個(gè)月以后的情況。所以，施工單位和監(jiān)理單位需要特別注意。 6、高強(qiáng)度螺栓連接的涂漆防銹
在高強(qiáng)度螺栓擰緊檢查驗(yàn)收合格后，對(duì)連接處的主體結(jié)構(gòu)縫隙和連接板縫及時(shí)使用硅酮膠密封（采用適合于粘接金屬的硅酮膠），防止水氣進(jìn)入連接副結(jié)合面和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕。 經(jīng)檢查合格后的高強(qiáng)度螺栓連接處之母體、連接板、高強(qiáng)度螺栓要及時(shí)涂防銹漆以免出現(xiàn)腐蝕。
7、提交施工報(bào)告的內(nèi)容
施工報(bào)告是高強(qiáng)度螺栓連接安裝的檢驗(yàn)與竣工依據(jù)，在施工過(guò)程中需要詳細(xì)做好各參數(shù)的記錄，以便終技術(shù)文件的歸檔和責(zé)任的落實(shí)。 嚴(yán)格的施工報(bào)告應(yīng)當(dāng)包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容： a、 高強(qiáng)度螺栓連接板結(jié)合面的抗滑移系數(shù)；
b、 不同批號(hào)的高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)，包括出廠檢驗(yàn)質(zhì)量報(bào)告參數(shù)等； c、 進(jìn)行過(guò)復(fù)驗(yàn)的高強(qiáng)度螺栓扭矩系數(shù)；
d、 不同部位不同批號(hào)的高強(qiáng)度螺栓的實(shí)際施工扭矩。
e、 日期，時(shí)間，天氣，施工技術(shù)負(fù)責(zé)人姓名，項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人姓名等； 小結(jié)：
高強(qiáng)度螺栓連接副和連接板是鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分。在施工中特別容易出現(xiàn)不按照規(guī)范施工的現(xiàn)象使產(chǎn)品的安裝質(zhì)量達(dá)不到規(guī)定的要求。所以，施工單位對(duì)高強(qiáng)度螺栓的安裝要特別慎重，避免因施工的失誤而導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失。這里需要強(qiáng)調(diào)的是高強(qiáng)度螺栓的扭矩、力矩板手的數(shù)據(jù)可靠性、螺栓的質(zhì)量、螺栓組的扭矩系數(shù)、連接結(jié)合面的處理等影響施工質(zhì)量的各個(gè)環(huán)節(jié)要認(rèn)真做好，避免返工而影響設(shè)備安裝周期和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
JGJ 82 《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)、施工及驗(yàn)收規(guī)程》
GB 50205 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》
GB50017-2003 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》
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