钢-混凝土组合结构螺栓连接施工方案

钢-混凝土组合结构螺栓连接施工方案

一、工程概况

某市文化中心项目位于城市核心区，总建筑面积22万平方米，主体结构为钢-混凝土组合框架-剪力墙体系，地上18层，地下4层，建筑高度89.6米。结构核心区域采用钢骨混凝土柱（SRC柱）与钢梁（H型钢）组合连接，其中钢梁与SRC柱、钢骨与混凝土楼板等关键节点均采用螺栓连接方式，共计螺栓连接节点1560个，包含10.9级高强螺栓（占比80%）和8.8级普通螺栓（占比20）。工程抗震设防烈度7度，设计使用年限50年，螺栓连接节点需承受剪力、弯矩及轴力复合作用，其施工质量直接决定结构整体受力性能与安全稳定性。

本工程钢-混凝土组合结构螺栓连接具有以下特点：一是节点受力复杂，需同时传递钢构件与混凝土构件间的内力，且存在材料变形差异；二是精度要求高，螺栓孔位偏差需控制在±2mm以内，确保安装后结构受力均匀；三是施工环境受限，部分节点位于高空或交叉作业区域，需协调土建与钢结构施工工序。因此，需制定专项施工方案，明确螺栓连接的材料选用、工艺流程、质量控制及安全保障措施，确保节点连接满足设计及规范要求。

二、施工准备

2.1技术准备

图纸会审是技术准备的首要环节。施工单位需组织设计、监理、钢结构加工及土建施工等单位，对钢-混凝土组合结构螺栓连接节点施工图进行联合审查。重点核对节点详图中螺栓规格、数量、布置位置及连接形式是否符合结构受力要求，检查钢梁与混凝土柱、钢骨与楼板等关键节点的孔位定位尺寸是否与构件加工图一致，避免因图纸矛盾导致现场返工。对于复杂节点，如转换层钢骨柱与混凝土梁的螺栓连接，需采用BIM技术进行三维建模，模拟螺栓安装过程，提前发现孔位冲突或空间不足问题，优化节点设计。

施工方案编制需结合工程特点细化螺栓连接工艺流程。明确钢构件进场验收、螺栓孔加工、构件预拼装、螺栓安装、紧固及防腐等工序的操作标准，针对高空作业、交叉施工等难点制定专项措施。方案中应包含质量控制要点，如螺栓初拧扭矩值、终拧扭矩检查方法，以及节点接触面处理要求，确保方案具备指导性和可操作性。方案编制完成后，需经项目技术负责人审核，监理单位审批，必要时组织专家论证，对复杂节点的施工可行性进行评估。

技术交底需分层级、分对象开展。项目技术负责人向施工管理人员交底时，重点讲解螺栓连接的施工工艺、质量标准、安全注意事项及应急预案；施工管理人员向作业班组交底时，结合实物构件和节点详图，明确螺栓规格、安装顺序、紧固工具使用方法及质量检查频次。交底过程需留存书面记录，参与人员签字确认，确保每个作业人员掌握施工要点。对于特殊工艺，如大六角头螺栓的扭矩系数法施工，需安排厂家技术人员现场演示，指导工人正确操作扭矩扳手，避免因操作不当导致预紧力不足或超拧。

2.2材料准备

螺栓作为连接核心材料，其质量直接影响节点受力性能。本工程主要采用10.9级扭剪型高强螺栓和8.8级普通螺栓，进场时需核查产品质量证明文件，包括出厂合格证、材质报告及复验报告。高强螺栓需按批次进行抽样复验，检验项目包括扭矩系数、预拉力符合性及螺母和垫圈的硬度值，确保各项指标符合《钢结构设计标准》（GB50017）要求。螺栓表面应无裂纹、锈蚀、毛刺等缺陷，螺纹应完整无损，运输和存储过程中需采取防潮、防锈措施，存放在干燥通风的仓库内，避免与酸碱、盐类物质接触。

垫圈和螺母作为螺栓连接的辅助材料，需与螺栓配套使用。高强度螺母应保证螺纹与螺栓匹配，采用10H级（用于10.9级螺栓）或8级（用于8.8级螺栓），表面应平整，无裂纹、浮锈。垫圈应采用标准型或大垫圈，其中大垫圈用于螺栓头、螺母下表面倾斜较大的节点，以增大接触面积，减小压应力。垫圈表面应光滑，无毛刺，安装时应平放在构件接触面上，不得倒置或斜放。

防腐材料的选择需满足结构耐久性要求。螺栓及连接节点部位采用无机富锌底漆与环氧云铁中间漆、聚氨酯面漆组成的防腐涂层体系，漆膜总厚度不低于120μm。防腐涂料进场时需检查产品合格证、出厂检验报告及型式检验报告，抽样检测粘度、干燥时间及附着力，确保涂料性能符合设计要求。施工前，对钢构件接触面进行喷砂除锈处理，达到Sa2.5级，粗糙度控制在40-70μm，增强涂层与基体的附着力。

2.3机具准备

施工机具的选择需满足螺栓安装精度和效率要求。扭矩扳手是高强螺栓紧固的核心工具，分为手动扭矩扳手和电动扭矩扳手，其扭矩精度误差应控制在±5%以内。使用前需经法定计量单位校准，校准周期为6个月，施工过程中每日作业前需进行扭矩复核，确保扳手性能稳定。对于扭剪型高强螺栓，需配套使用电动扳手，其套筒尺寸应与螺栓梅花头匹配，避免打滑或损坏螺栓头。

构件加工和修孔机具包括摇臂钻、台式钻床及锪钻。钢构件螺栓孔加工采用数控钻床，孔径偏差控制在0-+0.5mm，孔壁表面粗糙度Ra≤12.5μm，确保孔位准确。对于现场安装中出现的少量孔位偏差，采用铰刀或锪刀进行修孔，修孔后孔径不得超过螺栓直径1.2倍，且修孔数量不得超过该节点螺栓数量的25%，避免削弱构件截面。

检测工具需定期校准，确保测量数据准确。游标卡尺用于测量螺栓直径、螺距及孔径，精度应达0.02mm；塞尺检查构件接触面间隙，间隙值不应大于1.0mm；超声波探伤仪用于抽检螺栓内部缺陷，检测比例不少于2%。吊装设备包括塔吊和汽车吊，使用前需检查钢丝绳、吊钩、制动装置的安全性能，吊装作业时设专人指挥，确保构件就位平稳，避免碰撞已安装螺栓。

2.4作业条件准备

现场施工环境需满足螺栓安装作业要求。施工区域应设置封闭式防护栏，悬挂警示标志，非作业人员禁止入内。高空作业搭设操作平台，平台承载力不小于2kN/m²，四周设置防护栏杆及挡脚板，作业人员系安全带，安全带挂钩固定在牢固构件上。夜间施工需配备充足的照明设施，照明亮度不低于150lux，避免因光线不足导致操作失误。

构件预拼装是确保螺栓孔位准确的关键工序。钢构件出厂前进行厂内预拼装，检查构件长度、垂直度及螺栓孔群位置偏差，偏差值需符合《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205）要求。现场安装前，在基础上放出构件轴线及标高控制线，采用全站仪复核钢柱、钢梁的安装位置，确保构件中心线与基础轴线偏差不大于2mm。对于多层结构，需从下至上逐层校准，避免误差累积。

基础交接验收是螺栓施工的前提条件。混凝土柱施工完成后，检查柱顶预埋件或螺栓支架的位置偏差，预埋件中心线偏差不大于5mm，标高偏差不大于±3mm。螺栓支架应具有足够刚度，安装后顶部水平度偏差不大于1/1000。基础交接时，需提交混凝土强度报告、预埋件位置复测记录及隐蔽工程验收记录，监理单位签字确认后方可进行钢构件安装。

安全设施需提前布置到位。施工现场设置临时消防通道，配备灭火器、消防水桶等消防器材，易燃材料单独存放。高空作业下方设置安全警戒区，用警示带隔离，安排专人监护。施工用电采用三级配电、两级保护，电动工具外壳接地电阻不大于4Ω，雨天停止露天作业，防止漏电事故发生。

三、螺栓连接施工工艺

3.1螺栓孔加工与修整

钢构件螺栓孔加工采用数控钻床完成，根据深化设计图纸确定孔位坐标。加工前需在构件表面划出十字基准线，钻头直径严格按规范要求控制：普通螺栓孔径比螺栓公称直径大1.0-1.5mm，高强度螺栓孔径大1.5-2.0mm。钻孔过程中采用水溶性冷却液降温，确保孔壁光滑无毛刺，孔径偏差控制在0-+0.5mm范围内。对于群孔连接节点，采用模板定位钻孔，保证孔组间距误差不超过±1.0mm。

现场安装过程中发现个别孔位偏差时，采用铰刀或锪刀进行修整。修孔前需用角磨机清除孔边毛刺，铰刀垂直于构件表面匀速旋转，修孔后孔径不得大于螺栓直径1.2倍。当孔位偏差超过3mm时，需经设计单位确认后采用补强板覆盖处理，补强板材质与母材一致，采用双面角焊缝连接，焊脚尺寸不小于8mm。混凝土构件预留螺栓孔采用预埋套管工艺，套管内径比螺栓大3-5mm，安装后用泡沫胶临时封堵，防止混凝土浆液进入。

3.2构件接触面处理

钢构件接触面处理直接影响摩擦系数，采用喷砂除锈工艺达到Sa2.5级标准。喷砂选用棱角状石英砂，粒径0.5-1.0mm，压缩空气压力0.6-0.8MPa，喷砂角度控制在70°-80°之间。处理后的表面呈现均匀的金属光泽，粗糙度控制在40-70μm，用对比样板检测合格后4小时内完成涂装。对于高强度螺栓节点，接触面不得涂装油漆，需保留喷砂后的原始粗糙面。

混凝土构件接触面采用凿毛处理，凿除浮浆层露出粗骨料，凹槽深度不小于3mm。处理前用水平仪检测构件表面平整度，局部凹陷处采用聚合物砂浆修补，确保与周围混凝土平顺过渡。安装前用压缩空气清理接触面，并用丙酮擦拭油污，保持干燥清洁。

3.3螺栓安装作业

螺栓安装遵循"先定位后穿入"原则。首先将构件吊装至设计位置，采用临时螺栓或冲钉定位，数量不少于节点螺栓总数的1/3，且每个螺栓孔至少一个。穿入螺栓时保持垂直状态，禁止强行敲打。扭剪型高强度螺栓使用专用电动扳手初拧，初拧扭矩值为终拧扭矩的30%-50%，梅花头拧断后检查螺栓尾部与垫圈是否密贴。

普通螺栓采用扭矩法施工，分初拧和终拧两个阶段。初拧使用普通扳手，按梅花形顺序对称施拧，终拧采用扭矩扳手，扭矩值按公式T=K×P×d计算（K为扭矩系数，取0.13-0.15；P为预拉力设计值；d为螺栓公称直径）。终拧完成后在螺母与构件划线标记，检查有无转动。对于多排螺栓节点，遵循从中间向两端对称施拧的顺序，避免构件变形。

3.4特殊节点处理

转换层钢骨柱与混凝土梁连接采用加劲肋辅助螺栓连接。加劲肋与钢柱采用熔透焊缝连接，焊后进行超声波探伤合格。螺栓穿过钢柱腹板与梁预埋件，采用双螺母防松措施，上下螺母之间加设弹簧垫圈。施工前在钢柱上焊接临时支撑，确保梁安装精度。

楼层错动部位采用变径螺栓连接。上部钢梁与下部混凝土柱通过过渡段连接，过渡段采用铸钢件，螺栓孔为长圆孔，允许±10mm位移。安装时先定位长圆孔中心，再插入高强度螺栓，采用双螺母固定，间隙处注入结构胶填充。

3.5防腐与防火处理

螺栓及连接节点防腐采用"底漆+中间漆+面漆"体系。无机富锌底漆涂装厚度为60μm，环氧云铁中间漆40μm，聚氨酯面漆20μm。涂装前用电子测厚仪检测干膜厚度，确保符合设计要求。对于高强度螺栓外露部分，安装后涂抹专用防锈膏，并用塑料帽密封。

防火处理采用膨胀型防火涂料。涂装前在螺栓表面包裹防火带，宽度不小于50mm，厚度根据耐火极限确定（2.0h耐火极限时厚度不小于25mm）。涂装分层进行，每层厚度不超过5mm，层间间隔4小时以上。最后用防火涂料修补螺栓与构件间隙，确保形成完整保护层。

四、质量控制

4.1材料进场检验

螺栓及配套材料进场时，需核对产品合格证、质量证明书及检测报告，确保与设计文件一致。高强螺栓按批次抽样复验，每批抽取8套进行扭矩系数和预拉力复验，结果需符合《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82）要求。垫圈和螺母检查表面平整度，无裂纹、毛刺等缺陷，螺纹配合精度应满足H10/e9公差等级。防腐涂料抽样检测粘度、干燥时间及附着力，每吨涂料取3组试件进行性能测试。

钢构件接触面处理质量采用对比样板检测，粗糙度用粗糙度仪测量，每200㎡抽查3处，每处测5个点，平均粗糙度控制在45-65μm。混凝土构件凿毛面采用深度卡尺检测，随机选取10个区域，凹槽深度均需达到3-5mm。材料验收不合格项需建立台账，及时清退出场，严禁用于工程实体。

4.2安装过程控制

螺栓孔加工精度采用游标卡尺和专用量规检测，每批次构件抽查5%，孔径偏差超0.5mm的孔位需重新加工。构件预拼装时，使用全站仪测量节点三维坐标，孔群中心偏差控制在±1.5mm以内。安装临时螺栓后，检查构件间隙，塞尺测量值超过1.0mm的区域需加垫片调整，垫片数量不超过3片且需镀锌处理。

高强螺栓终拧扭矩采用扭矩扳手抽查，每节点按10%比例检测，且不少于2个。终拧后30分钟内复检，扭矩值偏差超过±10%时需扩大检测范围至该节点总数的30%。普通螺栓采用扭矩法施工，终拧扭矩值按公式T=K·P·d计算，K值取0.14，P为预拉力设计值，d为螺栓公称直径。施工中每日首件螺栓终拧前需进行扭矩标定，确保工具精度。

4.3成品保护措施

螺栓安装完成后，在螺母外涂抹专用防锈膏，厚度不小于2mm，防止雨水侵入。高强度螺栓梅花头断裂后，尾部外露螺纹不少于2扣，外露部分及时喷涂防锈漆。防火涂料施工前，用塑料薄膜包裹螺栓头部，避免涂料污染螺纹。交叉作业时，在螺栓节点上方铺设防护棚，棚顶铺设彩钢板，防止高空坠物损伤螺栓。

混凝土浇筑时，在螺栓位置设置定位套管，套管直径比螺栓大10mm，浇筑过程中专人监控，避免振捣棒直接接触螺栓。混凝土初凝后，轻轻旋转套管取出，螺栓表面残留浆液用钢丝刷清理干净。防腐涂装完成后，设置警示隔离区，3小时内禁止人员踩踏，72小时内避免雨水冲刷。

4.4质量问题处理

当发现螺栓孔位偏差超过2mm时，采用扩孔器修正，扩孔后孔径不得超过螺栓直径1.3倍，且扩孔数量不超过该节点螺栓总数的15%。扩孔区域周边用角磨机打磨出1:3的过渡坡度，避免应力集中。螺栓安装困难时，严禁用锤强行敲打，需用导向杆辅助就位，导向杆直径比螺栓公称直径小0.5mm。

螺栓终拧扭矩不足时，在螺母与构件接触面之间增加平垫圈，垫圈厚度不小于3mm，重新施拧至设计扭矩值。扭矩值超限时，更换螺栓并扩大检测范围至相邻节点。防腐涂层破损处，用电动打磨机打磨至露出金属光泽，涂刷底层涂料后补涂面漆，搭接宽度不小于50mm。防火涂料脱落区域，清除松散层后重新涂刷，每层厚度控制在3-5mm。

4.5检测与验收

螺栓连接节点施工完成后，进行分项工程验收。高强螺栓连接面抗滑移系数试件每2000t制作1组，每组3件，试验结果需达到设计要求的0.45。节点螺栓终拧扭矩采用复拧法抽检，抽检数量为节点总数的5%，且不少于10个。螺栓安装质量允许偏差：螺栓中心偏移≤2mm，螺栓头与构件表面间隙≤0.3mm，螺纹外露长度2-3个螺距。

防腐涂层厚度用涂层测厚仪检测，每50㎡测5点，每点测3个不同位置，90%以上测点厚度需达到设计值的90%。防火涂层厚度采用探针检测，每100㎡抽查3处，每处测5点，厚度偏差不超过-5%。验收资料包括：材料合格证、复验报告、施工记录、检测报告及隐蔽工程验收记录，监理单位签署质量验收意见后方可进入下道工序。

五、安全与文明施工

5.1安全防护措施

高空作业区域设置标准化防护平台，平台采用脚手架搭设，铺设钢跳板并固定，外侧悬挂密目式安全网，网眼尺寸不大于20mm。作业人员配备双钩安全带，挂钩交替固定在独立生命绳上，生命绳直径不小于14mm，固定点设置在主体结构可靠位置。钢梁安装时，使用速差器作为防坠装置，速差器行程不超过2m，坠落制动距离控制在0.5m以内。

构件吊装区域设置警戒隔离带，采用红白相间警示带，非作业人员严禁入内。吊装指挥人员持证上岗，使用对讲机与吊车司机保持实时通讯，信号传递采用统一手势。吊点选择经过计算，钢丝绳安全系数不小于5倍，吊具使用前进行探伤检测。夜间施工时，作业区域配备LED防爆灯，照度不低于150lux，并设置频闪警示灯。

施工现场临时用电采用TN-S系统，三级配电两级保护。配电箱安装防雨型外壳，距地高度1.2m，内部设置漏电保护器，动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s。手持电动工具使用前进行绝缘电阻测试，阻值不小于2MΩ。潮湿区域作业使用36V安全电压，变压器放置在干燥处并做接地保护。

5.2危险作业管控

动火作业执行"三不动火"原则，无动火证不动火、无监护人不动火、无灭火器材不动火。动火点周边10m范围内清除易燃物，配备2组8kg干粉灭火器。氧气瓶与乙炔瓶间距不小于5m，距动火点不小于10m，瓶体设置防倾倒装置。焊接作业前检查焊机外壳接地，电缆线无破损，作业时佩戴防护面罩和阻燃手套。

有限空间作业前进行通风换气，采用轴流风机强制通风，气体检测仪监测氧气浓度（19.5%-23.5%）和有毒气体浓度。作业人员配备正压式空气呼吸器，外部设置专人监护，配备应急救援三脚架和救援绳。钢骨柱内部作业时，使用防爆型照明设备，电压不超过12V。

大型构件吊装前进行试吊，离地200mm停留10分钟，检查吊具和结构稳定性。吊装过程中风速达到6级时立即停止作业，台风预警期提前加固未安装构件。塔吊附墙装置严格按方案安装，使用前进行荷载试验，最大起重量不超过额定值的80%。

5.3文明施工管理

施工现场设置定型化围挡，高度2.5m，采用彩钢板并设置企业标识。主要道路采用20cm厚C25混凝土硬化，设置车辆冲洗平台，出场车辆经高压水枪冲洗干净。材料堆放区划分明确，钢构件下设200mm高条形基础，分类标识清晰，螺栓等小件材料存放在专用料架内。

建筑垃圾实行分类管理，废钢材回收至指定地点，木料和包装材料及时清运。施工现场设置封闭式垃圾站，每日定时清理，垃圾外运办理准运手续。易产生扬尘的作业面采用湿法作业，裸露土方覆盖防尘网，定期洒水降尘。

施工噪声控制采取多项措施：合理安排高噪声工序作业时间，避免夜间施工；木工棚设置隔音屏障；混凝土输送泵搭设封闭式隔音棚；选用低噪声设备，对空压机等设备安装消声器。场界噪声昼间控制在65dB以内，夜间控制在55dB以内，定期进行噪声监测。

施工现场设置茶水亭和吸烟区，配备急救箱和饮水设施。厕所采用水冲式，设置化粪池并定期清运。食堂办理卫生许可证，炊事人员持健康证上岗，生熟食品分开存放。施工现场设置宣传栏，张贴安全警示标识和文明施工标语，定期更新施工进度信息。

六、施工验收与资料管理

6.1验收标准

螺栓连接节点验收需符合《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205）及《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82）要求。主控项目包括：高强度螺栓连接副的施扭矩复验结果、摩擦面抗滑移系数试验值、终拧扭矩值偏差。普通螺栓检查预埋件或钢构件的螺栓孔位偏差，孔径误差控制在0-+1.0mm。允许偏差项目：螺栓中心偏移不大于2mm，螺栓头与构件表面间隙不超过0.3mm，螺纹外露长度为2-3个螺距。

防腐涂层验收采用测厚仪检测，每50㎡选取5个测区，每个测区测3点，90%以上测点厚度需达到设计值的90%。防火涂层厚度采用探针检测，每100㎡抽查3处，每处测5点，厚度偏差不超过-5%。节点外观检查无裂纹、毛刺、锈蚀，螺栓与构件接触紧密，无明显间隙。

6.2验收流程

隐蔽工程验收在混凝土浇筑前24小时进行。施工单位提交自检记录，监理单位现场核查螺栓安装位置、扭矩值及防腐处理情况，重点检查钢骨柱与混凝土梁连接节点。验收合格后签署《隐蔽工程验收记录》，方可进行下一道工序。

分项工程验收按“班组自检→项目部复检→监理验收”程序进行。班组自检包括螺栓安装质量、涂层完整性及成品保护情况；项目部组织技术、质量、安全部门联合复检，重点核查特殊节点处理；监理单位组织建设、设计、施工单位共同验收，随机抽取10%节点进行扭矩复测。

竣工验收前进行实体检测。第三方检测机构对螺栓节点进行超声波探伤，抽检比例不少于2%；对高强螺栓连接面进行抗滑移系数复验，每2000t制作1组试件；防火涂层进行耐火极限试验，抽取3个节点进行喷火测试。检测合格后出具《检测报告》，作为竣工验收依据。

6.3资料管理

施工资料实行“同步收集、分类归档”原则。技术资料包括：施工图纸会审记录、深化设计文件、BIM模型文件；材料资料涵盖：螺栓及配件合格证、复验报告、防腐涂料检测报告；施工记录包含：螺栓孔加工记录、预拼装测量记录、终拧扭矩检测记录、隐蔽工程验收记录。

过程资料需及时填写、签字齐全。螺栓终拧记录采用专用表格，记录节点编号、螺栓规格、施工人员、扭矩值及检测时间；防腐涂装记录注明施工日期、环境温湿度、涂层厚度及检测人员；隐蔽验收记录附节点照片，清晰展示螺栓安装状态。资料填写采用蓝黑墨水，不得涂改，确需修改时划改后加盖责任人印章。

竣工资料按《建设工程文件归档规范》（GB/T50328）组卷。分册