淺談裝配式鋼結構高強螺栓的施工質量控制

張延坡

摘 要：高強螺栓作為裝配式鋼結構最主要的連接形式，其應用越來越廣泛，本文從高強螺栓的定義、施工及質量要求等方面進行闡述，對提高高強螺栓的施工工具有一定指導意義。

關鍵詞：裝配式鋼結構；高強螺栓；施工；控制

高強螺栓是一種新型連接方法 ， 具有施工簡單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動力荷載作用下不致松動等優點，在現代施工中應用越來越廣泛。

二、什么是高強螺栓

高強螺栓，顧名思義就是高強度的螺栓，按其受力形式主要分為大六角高強度螺栓和扭剪型高強度螺栓，目前我國采用8.8級、10.9級兩種強度性能等級的高強螺栓，大六角高強度螺栓8.8級有45號鋼和35號鋼兩種材質，10.9級有20MnTiB、40B和35VB剛，扭剪型高強度螺栓只有10.9級，鋼號主要是20MnTiB鋼，墊圈常用45號或35號鋼制造，并經過熱處理。大六角高強度螺栓連接副是有一個螺栓、兩個墊片、一個螺母組成，扭剪型高強度螺栓是有一個螺栓、一個墊片和一個螺母組成，

在預壓力作用下，沿被連接件表面就會產生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構件便不會滑移，連接就不會受到破壞，這就是高強度螺栓連接的原理。

三、高強螺栓的施工

3.1摩擦面的施工

根據高強度螺栓連接的原理，鋼結構板層間的摩擦系數將大大影響節點的承載力，在相同的預拉力下，磨擦系數越大，板層間的摩擦力越大，鋼結構的連接就更為安全可靠。要增大摩擦系數就必須對鋼板的接觸面進行表面處理，以達到設計要求，通常施工中摩擦面的處理方式有以下三種：

3.1.1噴砂、噴丸、拋丸

噴丸、拋丸選用粒徑要求1.2～3.0mm，壓縮空氣壓力0.4～0.6MPa且不允許含有水分及任何油脂，噴距要求100～300mm，噴角要求900～450，噴砂、拋丸表面粗糙度達50～70μm，可不經生銹期即可擰緊高強螺栓，但是施工必須嚴格遵守作業條件及注意事項。

3.1.2砂輪打磨

可采用風動、電動砂輪機對摩擦面進行打磨，打磨方向應與構件受力方向垂直，打磨范圍不能小于4倍螺栓孔直徑，打磨后表面呈光亮色澤，打磨后必須經一定的自然生銹周期，方可施工擰緊。

3.2螺栓的驗收、存放

3.2.1螺栓、螺母、墊片均應附有質量證明書，并且符合設計要求和國家標準的規定，高強螺栓連接副出廠時必須隨箱帶有扭矩系數和緊固軸力（預拉力）的檢驗報告。

3.2.2高強螺栓入庫應按規格、批次分類存放，同批內因要配套使用，不得混放、混用，并且保存要注意防潮、防雨，如螺栓、螺母、墊圈存放時間過長或有銹蝕，應抽樣檢查緊固軸力，合格后方可使用，螺栓等不可被泥土、油污沾染，應保持潔凈、干燥狀態。

3.2.3施工現場需安裝的高強螺栓必須進行連接副預拉力復驗，并出具復驗報告，并且按照鋼結構驗收規范要求，進行摩擦面抗滑移系數試驗，并出具試驗報告。

3.3螺栓的擰緊

3.3.1扭矩扳手的調整。

施工用扭矩扳手的扭矩值應在允許偏差范圍之內，其誤差應控制在±5%以內，校正用的扭矩扳手，其誤差應控制在±3%以內，當施工采用電動扳手時，再調好檔位后應用扭矩測量扳手反復校正電動扳手的扭矩值與設計要求是否一致。

3.3.2高強螺栓的預拉力。

高強螺栓的設計預拉力由螺栓的有效面積和鋼材的屈服強度決定。在實際安裝過程中，由于各種因素的影響，一般將螺栓設計預拉力提高10%作為實際施工預拉力，并且要求施工預拉力誤差不大于±10%，以保證緊固后螺栓實際預拉力滿足要求。

因此可見，施工扭矩值應符合規范要求，如果扭矩值過高，造成螺栓超負載運行，隨著時間過長，會使高強度螺栓產生裂紋等缺陷，如果扭矩值過低，會使螺栓達不到預定緊固值，從而造成鋼結構連接面摩擦系數下降，承載能力下降，因此在施工中要每天用扭矩測量扳手檢測手動扳手的緊固位置是否正常，檢查電動扳手的顯示信號是否靈敏，防止超擰或緊固不到位。

3.3.3螺栓的緊固。

高強螺栓全部安裝就位后，可以開始緊固，緊固方法一般分兩次進行，即初擰和終擰，應將全部高強螺栓進行初擰，初擰扭矩應為標準扭矩的60%～80%，第二次緊固為終擰，終擰宜用電動扳手，大六角高強度螺栓要緊固到標準值，偏差不大于±10%，扭剪型高強度螺栓應將梅花卡頭擰掉。

四、高強螺栓的質量要求

4.1摩擦面的質量要求

摩擦面應平直，翹曲、變形必須進行校正，確保摩擦面的緊貼，，緊貼面積要在70%以上，用0.3mm塞尺檢查，插入深度面積之和不得大于總面積的30%，邊緣最大間隙不得大于0.8mm，摩擦面板邊、螺栓孔邊應無毛刺，摩擦面嚴禁有氧化鐵皮、毛刺、焊疤、油漆和油污等，表面應呈鐵色，并且無明顯的不平，處理好的摩擦面必須進行防護。

4.2摩擦面間隙的處理

因鋼板厚度公差或制作偏差等產生的接觸面間隙，當間隙值小于1mm時，可不處理；當間隙值為1.0～3.0mm時，應將高出一側磨成1：10的斜面，打磨方向應與受力方向垂直；當間隙值大于3.0mm時，應加墊板，墊板兩面的處理方法與摩擦面相同。

4.3制孔精度的控制

高強螺栓的施工，對連接件的制孔精度要求比較嚴格，實際施工中不允許進行氣割擴孔，并且不允許強行打入，高強度螺栓連接構件的栓孔孔徑應符合設計要求，孔徑允許偏差應符合規定，連接件栓孔孔距的允許偏差應符合規定。

高強螺栓安裝不上時，不得強行打入孔內，以免螺紋損傷，影響預緊效果，而且是孔壁受擠壓，螺栓受剪，改變高強螺栓受力狀態，而起不到高強螺栓的作用，也不允許氣割割孔，要用絞刀絞孔，修孔時要使板層緊貼，以防鐵屑進入板縫，絞孔后要用砂輪機清空孔邊毛刺，并清除鐵屑。

4.4螺栓的配套使用

螺栓、螺母和墊圈不能隨意互換使用。高強螺栓的螺母和墊圈，生產廠已經試驗互相配套，使扭矩系數為定值，互換使用會使扭矩系數發生變化，達不到要求的預緊力，使用時松扣，影響連接質量。

4.5高強螺栓的擰緊

高強螺栓不允許采取一次終擰而成或不按要求次序緊固。這樣將使螺栓的部分緊固軸力消耗在克服鋼板的變形上，當它周圍的螺栓緊固后，軸力被分攤而降低；此外，為使螺栓群受力均勻，初擰和終擰都應按從中間向外側緊固的順序進行，以免造成中間起鼓，使部分軸力消耗在克服變形上，是預緊力不足，摩擦系數降低而影響連接強度。

4.6螺栓終擰的檢查

扭剪型高強螺栓終擰結束后，應以目測全部擰掉尾部梅花卡頭為合格，大六角頭高強度螺栓終擰結束后，要求用0.3～0.5kg的錘逐個敲檢，同時要進行扭矩檢查，要求是在終擰后1～24h內將螺母退回300～500，再擰至原位測定扭矩，該扭矩與檢查扭矩的偏差應在檢查扭矩的±10%以內為合格，發現有欠擰、漏擰應補擰，超擰者必須更換。

4.7成品保護

已經終擰的節點和摩擦面應保持清潔整齊，防止油、塵土污染，已經終擰的節點應避免過大的局部撞擊和氧-乙炔烘烤。

五、結束語

隨著我國經濟的快速發展，高強螺栓這種節點形式會在裝配式鋼結構中應用更加廣泛，因此必須明確該種連接方式的原理、施工及質量要求，更好的完成施工。

參考文獻：

[1]盧俊凡，王佳，李瑋蒙，郭嘉欣.裝配式鋼結構住宅體系的發展與應用[J].城市住宅，2014（08）：26-29.