淺談裝配式鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓的施工質(zhì)量控制

張延坡

摘 要：高強(qiáng)螺栓作為裝配式鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接形式，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本文從高強(qiáng)螺栓的定義、施工及質(zhì)量要求等方面進(jìn)行闡述，對(duì)提高高強(qiáng)螺栓的施工工具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu)；高強(qiáng)螺栓；施工；控制

高強(qiáng)螺栓是一種新型連接方法 ， 具有施工簡(jiǎn)單、受力性能好、可拆換、耐疲勞、以及在動(dòng)力荷載作用下不致松動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代施工中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

二、什么是高強(qiáng)螺栓

高強(qiáng)螺栓，顧名思義就是高強(qiáng)度的螺栓，按其受力形式主要分為大六角高強(qiáng)度螺栓和扭剪型高強(qiáng)度螺栓，目前我國(guó)采用8.8級(jí)、10.9級(jí)兩種強(qiáng)度性能等級(jí)的高強(qiáng)螺栓，大六角高強(qiáng)度螺栓8.8級(jí)有45號(hào)鋼和35號(hào)鋼兩種材質(zhì)，10.9級(jí)有20MnTiB、40B和35VB剛，扭剪型高強(qiáng)度螺栓只有10.9級(jí)，鋼號(hào)主要是20MnTiB鋼，墊圈常用45號(hào)或35號(hào)鋼制造，并經(jīng)過(guò)熱處理。大六角高強(qiáng)度螺栓連接副是有一個(gè)螺栓、兩個(gè)墊片、一個(gè)螺母組成，扭剪型高強(qiáng)度螺栓是有一個(gè)螺栓、一個(gè)墊片和一個(gè)螺母組成，

在預(yù)壓力作用下，沿被連接件表面就會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力，顯然，只要軸力小于此摩擦力，構(gòu)件便不會(huì)滑移，連接就不會(huì)受到破壞，這就是高強(qiáng)度螺栓連接的原理。

三、高強(qiáng)螺栓的施工

3.1摩擦面的施工

根據(jù)高強(qiáng)度螺栓連接的原理，鋼結(jié)構(gòu)板層間的摩擦系數(shù)將大大影響節(jié)點(diǎn)的承載力，在相同的預(yù)拉力下，磨擦系數(shù)越大，板層間的摩擦力越大，鋼結(jié)構(gòu)的連接就更為安全可靠。要增大摩擦系數(shù)就必須對(duì)鋼板的接觸面進(jìn)行表面處理，以達(dá)到設(shè)計(jì)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(dá)50～70μm，可不經(jīng)生銹期即可擰緊高強(qiáng)螺栓，但是施工必須嚴(yán)格遵守作業(yè)條件及注意事項(xiàng)。

3.1.2砂輪打磨

可采用風(fēng)動(dòng)、電動(dòng)砂輪機(jī)對(duì)摩擦面進(jìn)行打磨，打磨方向應(yīng)與構(gòu)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(jīng)一定的自然生銹周期，方可施工擰緊。

3.2螺栓的驗(yàn)收、存放

3.2.1螺栓、螺母、墊片均應(yīng)附有質(zhì)量證明書，并且符合設(shè)計(jì)要求和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，高強(qiáng)螺栓連接副出廠時(shí)必須隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力（預(yù)拉力）的檢驗(yàn)報(bào)告。

3.2.2高強(qiáng)螺栓入庫(kù)應(yīng)按規(guī)格、批次分類存放，同批內(nèi)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(shí)間過(guò)長(zhǎng)或有銹蝕，應(yīng)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(yīng)保持潔凈、干燥狀態(tài)。

3.2.3施工現(xiàn)場(chǎng)需安裝的高強(qiáng)螺栓必須進(jìn)行連接副預(yù)拉力復(fù)驗(yàn)，并出具復(fù)驗(yàn)報(bào)告，并且按照鋼結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范要求，進(jìn)行摩擦面抗滑移系數(shù)試驗(yàn)，并出具試驗(yàn)報(bào)告。

3.3螺栓的擰緊

3.3.1扭矩扳手的調(diào)整。

施工用扭矩扳手的扭矩值應(yīng)在允許偏差范圍之內(nèi)，其誤差應(yīng)控制在±5%以內(nèi)，校正用的扭矩扳手，其誤差應(yīng)控制在±3%以內(nèi)，當(dāng)施工采用電動(dòng)扳手時(shí)，再調(diào)好檔位后應(yīng)用扭矩測(cè)量扳手反復(fù)校正電動(dòng)扳手的扭矩值與設(shè)計(jì)要求是否一致。

3.3.2高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力。

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

因此可見(jiàn)，施工扭矩值應(yīng)符合規(guī)范要求，如果扭矩值過(guò)高，造成螺栓超負(fù)載運(yùn)行，隨著時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)生裂紋等缺陷，如果扭矩值過(guò)低，會(huì)使螺栓達(dá)不到預(yù)定緊固值，從而造成鋼結(jié)構(gòu)連接面摩擦系數(shù)下降，承載能力下降，因此在施工中要每天用扭矩測(cè)量扳手檢測(cè)手動(dòng)扳手的緊固位置是否正常，檢查電動(dòng)扳手的顯示信號(hào)是否靈敏，防止超擰或緊固不到位。

3.3.3螺栓的緊固。

高強(qiáng)螺栓全部安裝就位后，可以開(kāi)始緊固，緊固方法一般分兩次進(jìn)行，即初擰和終擰，應(yīng)將全部高強(qiáng)螺栓進(jìn)行初擰，初擰扭矩應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)扭矩的60%～80%，第二次緊固為終擰，終擰宜用電動(dòng)扳手，大六角高強(qiáng)度螺栓要緊固到標(biāo)準(zhǔn)值，偏差不大于±10%，扭剪型高強(qiáng)度螺栓應(yīng)將梅花卡頭擰掉。

四、高強(qiáng)螺栓的質(zhì)量要求

4.1摩擦面的質(zhì)量要求

摩擦面應(yīng)平直，翹曲、變形必須進(jìn)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(yīng)無(wú)毛刺，摩擦面嚴(yán)禁有氧化鐵皮、毛刺、焊疤、油漆和油污等，表面應(yīng)呈鐵色，并且無(wú)明顯的不平，處理好的摩擦面必須進(jìn)行防護(hù)。

4.2摩擦面間隙的處理

因鋼板厚度公差或制作偏差等產(chǎn)生的接觸面間隙，當(dāng)間隙值小于1mm時(shí)，可不處理；當(dāng)間隙值為1.0～3.0mm時(shí)，應(yīng)將高出一側(cè)磨成1：10的斜面，打磨方向應(yīng)與受力方向垂直；當(dāng)間隙值大于3.0mm時(shí)，應(yīng)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(qiáng)螺栓的施工，對(duì)連接件的制孔精度要求比較嚴(yán)格，實(shí)際施工中不允許進(jìn)行氣割擴(kuò)孔，并且不允許強(qiáng)行打入，高強(qiáng)度螺栓連接構(gòu)件的栓孔孔徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，孔徑允許偏差應(yīng)符合規(guī)定，連接件栓孔孔距的允許偏差應(yīng)符合規(guī)定。

高強(qiáng)螺栓安裝不上時(shí)，不得強(qiáng)行打入孔內(nèi)，以免螺紋損傷，影響預(yù)緊效果，而且是孔壁受擠壓，螺栓受剪，改變高強(qiáng)螺栓受力狀態(tài)，而起不到高強(qiáng)螺栓的作用，也不允許氣割割孔，要用絞刀絞孔，修孔時(shí)要使板層緊貼，以防鐵屑進(jìn)入板縫，絞孔后要用砂輪機(jī)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(qiáng)螺栓的螺母和墊圈，生產(chǎn)廠已經(jīng)試驗(yàn)互相配套，使扭矩系數(shù)為定值，互換使用會(huì)使扭矩系數(shù)發(fā)生變化，達(dá)不到要求的預(yù)緊力，使用時(shí)松扣，影響連接質(zhì)量。

4.5高強(qiáng)螺栓的擰緊

高強(qiáng)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(dāng)它周圍的螺栓緊固后，軸力被分?jǐn)偠档?；此外，為使螺栓群受力均勻，初擰和終擰都應(yīng)按從中間向外側(cè)緊固的順序進(jìn)行，以免造成中間起鼓，使部分軸力消耗在克服變形上，是預(yù)緊力不足，摩擦系數(shù)降低而影響連接強(qiáng)度。

4.6螺栓終擰的檢查

扭剪型高強(qiáng)螺栓終擰結(jié)束后，應(yīng)以目測(cè)全部擰掉尾部梅花卡頭為合格，大六角頭高強(qiáng)度螺栓終擰結(jié)束后，要求用0.3～0.5kg的錘逐個(gè)敲檢，同時(shí)要進(jìn)行扭矩檢查，要求是在終擰后1～24h內(nèi)將螺母退回300～500，再擰至原位測(cè)定扭矩，該扭矩與檢查扭矩的偏差應(yīng)在檢查扭矩的±10%以內(nèi)為合格，發(fā)現(xiàn)有欠擰、漏擰應(yīng)補(bǔ)擰，超擰者必須更換。

4.7成品保護(hù)

已經(jīng)終擰的節(jié)點(diǎn)和摩擦面應(yīng)保持清潔整齊，防止油、塵土污染，已經(jīng)終擰的節(jié)點(diǎn)應(yīng)避免過(guò)大的局部撞擊和氧-乙炔烘烤。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高強(qiáng)螺栓這種節(jié)點(diǎn)形式會(huì)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用更加廣泛，因此必須明確該種連接方式的原理、施工及質(zhì)量要求，更好的完成施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧俊凡，王佳，李瑋蒙，郭嘉欣.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展與應(yīng)用[J].城市住宅，2014（08）：26-29.