高强度螺栓连接施工工艺标准.doc

第一节 6.6 高强度螺栓连接施工工艺标准6.6.1 基本规定6.6.1.1 高强度螺栓应在钢结构吊装完毕、按照设计和施工规定的要求矫正到位检查合格之后开始施工。6.6.1.2 高强度螺栓的制孔按表6.6.1.2-1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见表6.6.1.2-2 ，高强度螺栓的孔距和边距值见表6.6.1.2-3，高强度螺栓连接构件的孔径的允许偏差见表6.6.3.2-4。 高强度螺栓孔径选配表 表6.6.1.2-1螺栓公称直径（mm ）12162022242730螺栓孔直径（mm）13.517.52224263033注：承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强度螺栓孔径可按表中值减少0.51.0mm。 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 表6.6.1.2-2名称直径及允许偏差（mm）螺栓直径12162022242730允许偏差0.430.520.84螺栓孔直径13.517.522（24）26（30）33允许偏差+0.430+0.520+0.840圆度（最大和最小直径差）1.001.50中心线倾斜度应不大于板厚的3%且单层板不得大于2.0mm多层板叠组合不得大于3.0mm 高强度螺栓的孔距和边距值 表6.6.1.2-3名称位置和方向最大值（取两者的较小值）最小值中心间距外排8d。或12t3d。中间排构件受压力12d。或18t构件受压力16d。或24t中心至构件边缘的距离顺内力方向4d。或8t2d。垂直内力方向切割边1.5d。切割边1.5d。注：1.d。为高强度螺栓的孔径；t 为外层较薄板件的厚度。2.钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度的最大间距，可按中间排数值采用。3.设计有规定时按设计要求采用。 高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差 表6.6.1.2-4项次项目螺栓孔距（mm）50050012001200300030001同一组内任意两孔间允许偏差1.21.22相邻两组的端空间1.21.5+2.03.0注：孔的分组规定： 1.在节点中连接板与一根杆件相连的孔划为一组。2.接头处的孔：通用接头半个拼接板上的孔为一组；接梯接头两个接头之间的孔为一组。 3.在两相邻接电或接头件的连接孔为一组，但不包括1、2所指的孔。4.受弯钩件翼缘上，每1m 长度内的孔为一组。6.6.2 施工准备6.6.2.1 技术准备（1）高强度螺栓长度的选用高强度螺栓紧固后，以丝扣露出23扣为宜，一个工程的高强螺栓，首先按直径分类，统计出钢板束厚度，根据钢板束厚度，按下列公式选择所需长度：螺栓长度=板束厚度+附加长度螺栓长度小于100mm取整为5mm的倍数，余数2舍3进，螺栓长度大于100mm 可以取为10mm的整倍进行归类。 高强度螺栓的附加长度 表6.6.2.1-1螺栓直径（mm）12162022242730大六角高强度螺栓（mm）25303540455055扭剪型高强度螺栓（mm）25303540（2）施工轴力与终拧力矩的换算表6.6.1-2和表6.6.2.1-3列出了一半国产和进口（日本产）高强螺栓允许的施工轴力。设计给出了轴力时按设计要求施工，若设计未给出高强度螺栓的轴力要求，可按该表选用，施工轴力比设计轴力一般要增加10%。 国产大六角头高强度螺栓施工轴力（单位：kN） 表6.6.2.1-2 螺栓的性能等级 螺栓轴力螺栓直径（mm）8.8S10.9S设计轴力施工轴力设计轴力施工轴力M1245505560M167075100110M20110120155170M22135150190210M24155170225250M27205225290320M30250275355390 进口（日本）高强度螺栓的轴力（ 单位：Kn ） 表6.6.2.1-3 螺栓等级螺栓直径F8tF10tF11t设计轴力施工轴力设计轴力施工轴力设计轴力施工轴力M1685.2293.710.611.711.212.3M2013.314.616.518.217.419.1M2216.518.220.522.621.623.8M2419.221.223.826.225.127.6对于大六角高强度螺栓，施工时必须把施工轴力换算为施工扭矩作为施工控制参数。大六角头高强度螺栓施工扭矩可由下式确定：Tc=KPcd式中 Tc施工扭矩，Nm； K高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值，该值由复验测得的合格的平均扭矩系数代入； Pc高强度螺栓施工预拉力，KN； d高强度螺栓螺杆直径，mm。（3）高强度螺栓安装前的试验高强度螺栓使用前，应按钢结构工程施工质量验收规范GB50205的有关规定对高强度螺栓及连接件至少进行以下几项检验：1）高强度螺栓连接副扭矩系数试验大六角头高强度螺栓，施工前按每3000套螺栓为一批（不足3000套的按一批计），复验扭矩系数，每批复验8套。其平均值应为0.1100.150，标准偏差小于或等于0.010。扭矩系数的试验方法如下：将螺栓穿入轴力计，在测出螺栓预拉力P的同时，应测定出加于螺母上的施拧扭矩值T，并应按下式计算扭矩系数KK=式中 T施工扭矩，Nm； d高强度螺栓的公称直径，mm； P螺栓预拉力，KN。进行连接副扭矩系数试验时螺栓预拉力值应符合表6.6.2.1-4的规定。 螺栓预拉力值范围 表6.6.2.1-4螺栓规格（mm）M16M20M22M24M27M30预拉力值P10.9s931131421771752152062502653243253908.8s6278100120125150140170185225230275扭剪型高强度螺栓副当采用扭矩法施工时，其扭矩系数亦按上述规定确定。2）紧固轴力试验：扭剪型高强度螺栓施工前，按每3000套螺栓为一批（不足3000套的按一批计），每批复验8套高强度螺栓的紧固轴力，其平均值和变异系数应符合表6.6.2.1-5的规定。 扭剪型高强度螺栓紧固轴力及变异系数 表6.6.2.1-5螺栓直径（mm）1620（22）24每批紧固轴力平均值公称（KN）109170211245最大（KN）120186231270最小（KN）99154191222紧固轴力变异系数10%3）连接件的摩擦系数（又称抗滑移系数）试验及复验：采用与钢结构同材质，同样摩擦面处理方法，同批生产，同等条件堆放的试件，每批三组，由钢结构制作厂及安装现场分别作摩擦系数试验。试件数量，以单项工程每2000t为一批，不足2000t者视为一批。试件的具体要求和检验方法按照GB50205-2001的有关要求。（4）作业指导书的编制和技术交底施工前应当根据本工艺标准的质量技术要求结合工程实际编制专项作业指导书，用书面的形式、根据工作 范围、作业要求交底到每一个施工人员。针对不同的施工和管理人员，技术交底书应明确其施工安全、技术责任，使之清楚地知道他的上道工序应达到的质量要求，使用哪些特殊的施工方法，施工中发现问题按照什么途径寻求技术指导和援助，需要达到的施工质量标准，如何给下一施工工序等，使整个施工进程良性有序。6.6.2.2 施工机具高强度螺栓施工最主要的施工机具就是力矩扳手，根据施工对象分别有：（1）扭剪型高强螺栓用扳手目前我们在市场上常见的日本产扭剪型高强度螺栓扳手的性能参数见表6.6.2.2-1日本产扭剪型高强螺栓用扳手的性能 表6.6.2.2-1型号适用螺栓M扭矩范围（N.m）电源电压（V）电压（A）消耗功率（W）空载转数（r/min）重量（kg）扳子总长（mm）套管个数规格数量LSR-22HD1620229002007.51400168.4350M 16M20M22111LSR-24HD222411502001018501612.4375M22M2411（2）扭矩型高强度螺栓扳手（大六角螺栓适用）电动扭矩扳手一般由机体、扭矩控制盒、套筒、反力承管器、漏电保护器组成，常用的电动扭矩扳手性能参见表6.6.2.2-2电动扭矩扳手性能 表6.6.2.2-2产地型号电流电压（V）电流频率（Hz）电流（A）消耗功率（W）空载转数（r/min）扭矩范围（N.m）重量（kg）日本NR-12T120050/606.813001740012009.5国产PIBD-1502205048808400150012PIBD-160220504.39508400160010（3）通用机具、手动工具为提高施工效率，一般还可以选用风动扳手进行初拧，根据风动扳手的标称扭矩调节空气压力即可初步设定扳手的输出扭矩，用于螺栓的初拧，可大大提高施工效率。 其他必备的工具有：检测合格的力矩扳手（其中至少一把应送有关部门进行校准，在施工中一般不用于直接施工，专用于其他施工工具的校准和施工检测）、手动棘轮扳手、橄榄冲子（俗称过眼冲钉，形似橄榄）、力矩倍增计、手锤等。6.6.2.3 作业条件 （1）施工前应根据工程的特点设计施工操作吊篮，并按照施工组织设计的要求加工制作或采购； （2）高强度螺栓的有关技术参数已按有关规定进行复验合格；抗滑移系数试验合格； （3）钢结构安装的刚度单元内的框架构建已经吊装到位，校正合格后应及时进行高强螺栓的施工。 6.6.3 材料和质量要点6.6.3.1 高强度螺栓的关键要求 高强度螺栓的规格、数量应根据设计的直径要求、按长度分别进行统计，根据施工实际需要多少、施工点位的分布情况、构件加工质量、运输损坏情况、现场储运条件、工程难度等因素，考虑2% 5%的损耗进行采购。 施工使用的高强度螺栓必须符合钢结构用高强度大六角头螺栓（GB/T1228）、钢结构用高强度垫圈（GB/1230）、钢结构用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈的技术条件（GB/T1231）、钢结构用扭剪型高强螺栓连接副（GB/T3632）、钢结构用扭剪型高强螺栓连接副技术条件（GB/T3633）以及其他有关标准的质量要求。高强度螺栓连接副必须经过以下试验，符合规范要求时方可出厂：（1）材料、炉号、制作批号、化学成分与机械性能证明或实验数据。（2）螺栓的楔负荷试验。（3）螺母的保证荷载试验。（4）螺母及垫圈的硬度试验。（5）连接副的扭矩系数试验（注明试验温度）。大六角头连接副的扭矩系数平均值和标准偏差；扭剪型连接副的紧固轴力平均值和标准偏差。 采购交货时应将上述试验资料及相关资料（产品规格、数量、出厂日期、装箱单等）随产品交购置方。6.6.3.2 高强度螺栓施工质量的关键要求 安装高强度螺栓前做好接头摩擦面清理，不允许有毛刺、铁屑、油污、焊接飞溅物，用钢丝刷沿受力垂直方向除去浮锈。摩擦面应干燥，没有结露、积霜、积雪。并不得在雨天进行安装。 使用的扭矩扳手应按规定进行校准，班前应对扭矩扳手进行校核，合格后方能使用。高强度螺栓应自由穿入螺栓孔内。扩孔时，铁屑不得掉入板层间。扩孔数量不得超过一个接头螺栓孔的1/3，扩孔直径不得大于原孔径再加2mm。严禁用气割进行高强度螺栓的扩孔工作。 严格按照从中间向四周扩展的顺序，执行初拧、（复拧）、终拧的施工工艺程序，严禁一步到位的方法直接终拧。6.6.3.3 高强度螺栓施工技术的关键要求 施工前应对大六角头螺栓的扭矩系数、扭剪性螺栓的紧固轴力和摩擦面抗滑移系数进行复验，合格后方允许施工。 一个接头上的高强度螺栓，应从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧，每拧一遍均应用不同颜色的油漆作上标记，防止漏拧。高强度螺栓的紧固顺序从刚度大的部位向不受约束的自由端进行，从中间向四周进行，以便板间密贴。 6.6.4 施 工 工 艺6.6.4.1 工艺流程高强度螺栓施工应严格遵循以下施工工艺流程： 高强度螺栓轴力、扭矩系数试验合格连接件摩擦系数试验合格检查连接棉、清除浮锈、飞刺与油污安装构件就位，临时螺栓固定校正钢柱达到预留偏差值紧固临时螺栓，冲孔，检查缝隙超标加填板确定可作业条件（天气、安全）安装高强螺栓拧紧换掉临时螺栓初 拧按紧固顺序，采用转角法作出标记终拧 记录表检查合格不合格验收欠拧超拧补拧到位节点全部拆除，高强度螺栓重新安装施工扭矩试验确定控制值高强度螺栓扳手校验、检查合格 6.6.4.2 操作工艺要求（1）高强度螺栓的储存1）高强度螺栓连接副由制造厂批号，一定数量统一规格配套后装为一箱（桶），从出厂至安装前严禁随意开包。在运输过程中应轻装、轻卸，防止损坏，防雨、防潮。当出现包装破损、螺栓有污染等异常现象时，应及时用煤油清洗，并按高强度螺栓验收规程进行复验，经复验扭矩系数或轴力合格后，方能使用。2）工地储存高强度螺栓时，应放在干燥、通风、防雨、防潮的仓库内，并不得损伤丝扣和沾染赃物。连接副入库应按包装箱上的注名规格、批号分类存放。安装时，要按使用部位，领取相应规格、数量、批号的连接副，当天没有用完的螺栓，必须装回干燥、洁净的容器内，妥善保管并尽快使用完毕，不得乱放、乱扔。3）使用前应进行外观检查，表面油膜正常无污物的方可使用。4）使用开包时应该核对螺栓的直径、长度。（2）高强度螺栓的紧固方法高强度螺栓的紧固是使用专门扳手拧紧螺母，使螺杆内产生要求的拉力。1）大六角头高强度螺栓一般用二种方法拧紧，即扭矩法和转角法：扭矩法分初拧和终拧二次拧紧。初拧扭矩用终拧扭矩的30%50%，再用终拧扭矩把螺栓拧紧。如板层较厚，板叠较多，初拧的板层达不到充分密贴，还要在初拧和终拧之间增加复拧，复拧扭矩和初拧扭矩相同或略大。转角法也分初拧和终拧二次进行。初拧用定扭矩扳手以终拧扭矩的30%50%进行。使接头各层钢板达到充分密贴，再在螺母和螺杆上面通过圆心画一条直线，然后用扭矩扳手转动螺母一个角度，使螺栓达到终拧要求。转动角度的大小在施工前由试验统计确定。 2）扭剪型高强度螺栓紧固于分初拧和终拧二次进行：初拧用定扭矩扳手，以终拧扭矩的30%50%进行，使接头各层钢板达到充分密贴，再用电动扭剪型扳手把梅花头拧掉，使螺栓杆达到设计要求的轴力。对于板层较厚，板叠较多，安装时发现连接部位有轻微翘曲的连接接头等原因使初拧的板层达不到充分密贴时应增加复拧，复拧扭矩和初拧扭矩相同或略大。（3）高强度螺栓的安装顺序一个接头上的高强螺栓，应从螺栓群中部开始安装，逐个拧紧。初拧、复拧、终拧都应从螺栓群中部开始向四周扩展逐个拧紧，每拧一遍均应用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。接头如有高强度螺栓连接又有电焊连接时，是先紧固还是先焊接应按设计有求规定的顺序进行，设计无规定时，按先紧固后焊接（即先栓后焊）的施工工艺顺序进行，先终拧完高强度螺栓再焊接焊缝。高强度螺栓的紧固顺序从刚度大的部位向不受约束的自由端进行，同一节点内从中间向四周，以使板间密贴（4）高强度螺栓施工注意事项： 高强度螺栓施工时应注意以下事项：（1）螺栓穿入方向以便利施工为准，每个节点整齐一致；（2）螺母、垫圈均有方向要求，螺栓、螺母均标有级别和生产厂家；（3）已安装高强度螺栓严禁用火焰或电焊切割梅花头；（4）因空间狭窄，高强度螺栓扳手不易操作部位，可采用加高套管或用手动扳手安装；（5）高强度螺栓超拧应更换并废弃换下来的螺栓，不得重复使用；（6）安装中的错孔、漏孔不允许用气割开孔，错孔应严格按钢结构工程施工质量验收规范（GB502052001）和钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范（JGJ82-91）的要求进行处理；（7）当气温低于-10时停止作业；当摩擦面潮湿或暴露于雨雪中，停止作业；（8）高强度螺栓的包装、运输和使用中应尽量保持出厂状态；（9）施工前必须对扭矩扳手进行标定；终拧时，大六角螺栓应按施工扭矩施拧，扭剪型螺栓用专用电动扳手施拧，拧掉梅花头；（10）高空施工时严禁乱扔螺栓、螺母、垫圈及尾部梅花头，应严格回收，以免坠落伤人；（11）施拧后应及时涂防锈漆；（12）对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构，在高强度螺栓拧紧检查验收合格后，连接板逢应及时用防水或耐腐蚀的腻子封闭； （13）要求初拧、复拧、终拧在24h内完成；（14）母材生腐朽后在组装前必须用钢丝刷清除掉；（15）再次使用的连接板须在次处理；（16）连接板叠的错位或间隙必须按照钢结构工程施工质量验收规范GB502052001要求进行处理，确保结合面贴实。6.6.5 质量检验6.6.5.1 主控项目（1）钢结构用高强度螺栓连接副其品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求，出厂时应附带产品合格证明文件、中文标志及检验报告。高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预应力）的检验报告。（2）高强度大六角螺栓连接副应按标准6.6.4.1条复验扭矩系数并符合本条规定，提出复验报告。（3）扭剪型高强度螺栓连接副应按颁标准6.6.4.1条复验紧固轴力（预拉力），检验结果应符合本条规定，并提出检查复验报告。（4）钢结构制作和安装单位应按本标准6.6.4.1条分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件摩擦面抗滑移系数试验，其结果应符合设计要求，并提出实验报告和复验报告。（5）高强度大六角头螺栓紧固检查，用0.30.5kg 的小锤逐颗敲击螺栓，检查其紧固程度，防止漏拧。对每个节点螺栓数的10%，但不小于1颗进行扭矩抽检，检查时先在螺杆和螺母上面划一条直线，松动螺母60测得的扭矩应在（0.91.1）Tch范围内，Tch 按下式计算： Tch =K.P.d式中 Tch检查扭矩，N .m； K高强度螺栓连接副扭矩系数； P 高强度螺栓设计预拉力，kN； d螺栓公称直径，mm 。如有不符合上述规定的节点，应扩大10%进行抽检，如仍有不符合规定者，则整个节点重新紧固并检查。对扭矩低于下限值的螺栓应进行补拧；对超过上限值的应更换螺栓。扭矩检查应在1h 后进行，并应在24h内检查完毕。（6）对扭矩扳手扳前扳后必须进行校核，其误差不得大于3%，并作记录。（7）扭剪型高强度螺栓紧固检查，以目视确认螺栓梅花卡头被专用扳手拧掉，即判定终拧合格；对不能采用专用扳手紧固的螺栓，应按高强度大六角头螺栓检验方法检查，不得采用专用扳手以外的方法将螺栓的梅花头取掉。6.6.5.2 一般项目（1）高强度螺栓连接副应按包装箱配套供应，包装箱上应标明批号、规格、数量及生产日期。螺栓、螺母、垫圈外表面应涂油保护，不应出现生锈和沾染赃物，螺纹不应损伤，按5%箱数抽查。（2）对建筑结构安全等级为一级、跨度40m及以上的螺栓球节点钢网架结构，其连接高强度螺栓应进行表面硬度试验，对8.8级的高强度螺栓其硬度为HRC2129；10.9级高强度螺栓其硬度应为HRC3236，且不得有裂缝，按规格抽查8只。（3）高强度螺栓连接副的施拧顺序和初拧、复拧扭矩应符合设计要求及本标准6.6.6.2条规定，全数检查并作记录。（4）高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为23扣，其中