高强度螺栓连接施工工艺标准.doc

第六节 高强度螺栓连接施工工艺标准6.1 总则6.1.1 适用范围施工本工艺标准适用与工业与民用建筑钢结构工程中的高强度螺栓连接的施工与验收。6.1.2 编制参考标准及规范本工艺标准的编制参考了以下标准和规范：钢结构工程施工施工质量验收规范GB50205-2001钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范JGJ8291钢结构用大六角螺栓GB1228钢结构用高强度垫圈型式与尺寸GB1229钢结构用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB1231钢结构用扭剪型高强螺栓连接付形式尺寸GB3632钢结构用扭剪型高强螺栓连接付技术条件GB36336.2 符号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）。 6.3 基本规定6.3.1 高强度螺栓应在钢结构吊装完毕、按照设计和施工规范的要求矫正到位、检查合格之后才可以开始施工。6.3.2 高强度螺栓的制孔按表6.3.1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见表6.3.2：表6.3.1 高强螺栓孔径选配表螺栓公称直径（mm）12162022242730螺栓孔直径（mm）13.517.521.523.525.53033注：承压型连接（如柱或抗剪桁架的压杆连接）中的高强螺栓孔径可按表中值减少0.51.0mm。表6.3.2 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差名 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13.517.521.5（23.5）25.5（30）33允许偏差+0.4300.5200.840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2.0 mm多层板迭组合不得大于3.0 mm6.3.3 高强度螺栓的孔距和边距值，见表6.3.3表6.3.3 高强度螺栓的孔距和边距值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8d0或12t中间排构件受压力12d0或18t3d0构件受拉力16d0或24T中心至构件边缘的距离顺内力方向4d0或8t2d0垂直内力方向切割边1.5d0轧制边1.5d0设计有规定时按设计要求采用。6.3.4 高强螺栓的连接构件的孔距允许偏差见表6.3.4表6.3.4 高强螺栓的连接构件的孔距允许偏差项次项 目螺栓孔距（mm）50050012001200300030001同一组内任意两孔间允许1.01.22相邻两组的端孔间偏差1.21.52.03.0 6.4 施工准备6.4.1 技术准备1高强螺栓长度的选用高强螺栓紧固后，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+附加长度螺栓长度取整为5的倍数，余数2舍3进，对于长度特别长的可以取为10的整倍数进行归类。国产高强螺栓的附加长度可参考表6.4-1：表6.4-1 国产高强螺栓的附加长度螺栓直径（mm）12162022242730大六角高强度螺栓（mm）25303540455055扭剪型高强度螺栓（mm）253035402 施工轴力与终拧力矩的换算表6.4-2和表6.4-3列出了一般国产和进口（日本产）高强度螺栓允许的施工轴力。设计给出了轴力时按设计要求施工，如果设计没有给出高强度螺栓的轴力要求，我们可按该表选用，施工轴力比设计轴力一般要增加5%。表6.4-2 国产大六角头高强螺栓施工轴力（单位：KN）螺栓的性能等级螺栓轴力螺栓直径（mm）8.8级10.9级设计轴力施工轴力设计轴力施工轴力M1245455560M167075100110M20110120155170M22135150190210M24155170225250M27205225290320M30250275355390表6.4-3 进口高强度螺栓的轴力（单位：KN）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M1685.293.710.611.711.212.3M2013.314.616.518.217.419.1M2216.518.220.522.621.623.8M2419.221.123.826.225.127.6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） 高强度螺栓连接付扭矩系数试验；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。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套高强螺栓的紧固轴力，其平均值和变异系数应符合表6.4-4的规定。表6.4-4 扭剪型高强度螺栓紧固轴力及变异系数螺栓直径（mm）1620（22）24每批紧固轴力平均值公称109170211245最大120186231270最小99154191222紧固轴力变异系数10%3） 连接件的磨擦系数（又称抗滑移系数）试验及复验：采用与钢构件同材质，同样磨擦面处理方法，同批生产，同等条件堆放的试件，每批三组，由钢构件制作厂及安装现场分别作磨擦系数试验。试件数量，以单项工程每2000t为一批，不足2000t者视作一批。试件的具体要求和检验方法按照GB502052001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。针对不同的施工和施工管理人员，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什麽质量要求，使用什麽特别的施工方法，施工中发现问题按照什麽途径寻求技术指导和援助，达到什麽施工质量标准，如何交接给下一施工工序等，使整个施工进程良性有序。6.4.2 施工机具高强螺栓施工最主要的施工机具就是力矩扳子，根据施工对象分别有：1） 扭剪型高强螺栓用扳子目前我们在市场上常见的日本产扭剪型高强螺栓扳子的性能参数见表6.4-5：表6.4-5 日本产扭剪型高强螺栓用扳子的性能型号适用螺栓M扭矩范围（Nm）电源电压（V）电流（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-22HD1620229002007.51400168.4350M16M20M22111LSR-24HD222411502001018501612.4375M22M24112） 扭矩型高强螺栓扳子（大六角螺栓适用）电动扭矩扳子一般由机体，扭矩控制盒，套筒，反力承管器，漏电保护器组成，常用的电动扭矩扳子性能参见表6.4-6。表6.4-6 电动扭矩扳子性能产地型号电流电压（V）电流频率（Hz）电流（A）消耗功率（W）空载转数（r/min）扭矩范围（Nm）重量（kg）日本NR-12 T120050/606.813001740012009.5国产PIBD-1502205048808400150012PIBD-160220504.395084001600103） 通用机具、手动工具为提高施工效率，我们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。6.4.3 作业条件1.施工前应根据工程特点标准化设计施工操作吊蓝并按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；3.钢结构安装的刚度单元内的框架构件已经吊装到位，校正合格后应及时进行高强度螺栓的施工。6.5 材料和质量要点6.5.1 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，根据施工实际需要的数量多少、施工点位的分布情况、构件加工质量和运输损坏情况、现场的储运条件、工程难度等因素，考虑25%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大六角螺栓（GB1228）、钢结构用高强度垫圈型式与尺寸（GB1229）、钢结构用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术（GB1231）、钢结构用扭剪型高强螺栓连接付形式尺寸（GB3632）、钢结构用扭剪型高强螺栓连接付技术条件（GB3633）以及其他有关标准的质量要求。高强螺栓连接付必须经过以下试验符合规范要求时方可出厂：1） 材料的炉号、制作批号、化学性能与机械性能证明或试验。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） 连接件的扭矩系数试验（注明试验温度）。大六角头连接件的扭矩系数平均值和标准偏差；扭剪形连接件的紧固轴力平均值和变异系数。6） 紧固轴力系数试验。7） 产品规格，数量，出厂日期，装箱单。6.5.2 高强度螺栓施工质量的关键要求： 安装高强螺栓前作好接头磨擦面上清理，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。磨擦面应干燥，没有结露、积霜、积雪。并不得在雨天进行安装；使用的扭矩扳子应按规定进行校准，班前应对定扭矩扳子进行校核，合格后方能使用。高强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。6.5.3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、扭剪型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做上标记，防止漏拧高强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，以便板间密贴。6.5.4 职业健康和施工安全关键要求1.高强度螺栓施工的高空移动频繁，应有可靠的措施既保证操作的安全、方便，又方便施工人员转移工位；2.施工中拧下来的扭剪型高强度螺栓的梅花头要随拧随收集，严防坠落，严禁高空抛洒。6.5.5 环境保护关键要求 1.施工中如使用风动工具时应避免噪音污染；2.施工中拧下来的扭剪型高强度螺栓的梅花头要随拧随收集到地面集中存放和处理。 6.6 施工工艺6.6.1 工艺流程高强螺栓施工应严格遵循以下工艺流程：高强螺栓轴力扭矩系数试验合格连接件磨擦系数试验合格检查连接面，清除浮锈、飞刺与油污安装构件安位，临时螺栓固定施工扭矩试验 校正钢柱达预留偏差值确定控制值 紧固临时螺栓，冲孔，检查缝隙 超标加填板 高强螺栓扳手校 验，检查，合格 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 节点全部拆除高强螺栓重安装6.6.2 操作工艺要求1 高强度螺栓的储存1）高强螺栓连接付由制造厂按批号，一定数量同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，停止损坏，防雨防潮。当包装破损，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，经复验扭矩系数合格后，方能使用；2）工地储存高强螺栓时，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脏物（即封闭，不吸油，不损伤螺纹）。连接付入库应按包装箱上注明的规格、批号分类存放，安装时，要按使用部位，领取相应规格、数量、批号的连接付，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）使用开包时应核对螺栓的直径、长度； 5）使用过程中不得雨淋，不得接触泥土、油污等脏物。2高强螺栓的紧固方法高强螺栓的紧固是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3050%，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。初拧用定扭矩扳子以终拧扭矩的3050%进行。使接头各层钢板达到充分密贴，再在螺母和螺栓杆上面通过圆心画一条直线，然后用扭矩扳子转动螺母一个角度，使螺栓达到终拧要求。转动角度的大小在施工前由试验确定。2）扭剪型高强螺栓紧固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3050%进行，使接头各层钢板达到充分密贴，再用电动扭剪型扳子把梅花头拧掉，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。接头如有高强螺栓连接又有电焊连接时，是先紧固还是先焊接应按设计要求规定的顺序进行，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，先终拧完高强螺栓再焊接焊缝。高强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。6.6.3 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.当天安装的高强度螺栓，当天终拧完；2.螺栓穿入方向以便利施工为准，每个节点整齐一致；3.螺母，垫圈均有方向要求，螺栓，螺母均标有级别与生产厂家；4.已安装高强度螺栓严禁用火焰或电焊切割梅花头；5.因狭窄高强度螺栓扳手不宜操作部位，可采用加高套管或用手动扳手安装。可转动螺栓头，但必须根据试验调整紧固扭矩；6.高强螺栓超拧应更换并废弃换下来的螺栓，不得重复使用；7.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施工质量验收规范（GB50205）和钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范的要求进行处理；8.当气温低于10，停止作业。当磨擦面潮湿或暴露于雨雪中，停止作业；9.高强螺栓的包装、运输与使用中应尽量保持出厂状态；10.施工前必须对扭矩扳手进行标定。第二次为终拧，即拧掉梅花头。11.高空施工时严禁乱扔螺栓、螺母、垫圈及尾部梅花头，严格回收，以免坠落伤人。12.施拧后应及时涂防锈漆。13.对于露天使用或接触腐蚀性气体的钢结构，在高强螺栓拧紧检查验收合格后，连接处板缝应及时用防水或耐腐蚀的腻子封闭。14.要求初拧、复拧、终拧在24h内完成；15.母材生浮锈后在组装前必须用钢丝刷清除掉；16.再次使用的连接板需再次处理；17.连接板叠的错位或间隙必须按照钢结构工程施工施工质量验收规范GB50205-2001要求进行处理，确保结合面贴实。 6.7 质量检验6.7.1 大六角头高强度螺栓检查1用小锤（0.3kg）敲击高强螺栓进行普查，以防漏拧；2 对每个节点螺栓数的10%，但不少于一个，进行扭矩测试。检查时先在螺杆和螺母上面一直线，松动螺母60，测出用扭矩扳手拧回原位时的扭矩值。此值应在0.9Tch 1.1Tch范围内。当发现有不合格的高强螺栓时，应扩大一倍进行检查，如再发现不合格的螺栓，则该批螺栓应重新拧紧一遍。再按要求进行检查。不合格的螺栓应当拆除换新螺栓重新拧紧；3 检查在终拧1h之后，24h之内完成；4 控制项目：主控项目：一般项目：6.7.2 扭剪型高强螺栓检查1 目测尾部梅花头拧断为合格。对于不能用专用扳手拧紧的扭剪型高强螺栓，按大六角头高强螺栓的施工方法施拧和检查。2 控制项目：主控项目：一般项目：6.8安全及环境保护6.8.1 安全措施1. 在钢结构施工以前，应建立健全安全生产管理体系，层层落实安全生产责任制；2. 根据工程的具体特点，作好切合实际的安全技术书面交底。定期与不定期的进行安全检查，经常开展安全教育活动，使全体职工提高自我保护能力；3. 现场用电必须严格执行GB50194-93、JGJ46-88等的规定，高强螺栓施工机具的接电口应有防雨、防漏电的保护措施，防止施工人员高空触电；4. 进入施工现场必须戴安全帽，高空作业必须戴安全带，穿防滑鞋；5. 高空操作人员使用的工具及安装用的零部件，应放入随身携带的工具带内，不可随便向上下丢抛。手动工具如棘轮扳手、梅花扳手等应用小绳拴在施工人员的手腕上，拧下来的扭剪螺栓梅花头应随手放入专用的收集袋内，避免坠落伤人；6. 作好高空施工的安全防护工作，标准化设计和制作高强螺栓施工用安全吊蓝，要求吊蓝安全牢靠轻便，便于工人施工转场；7. 在施工以前应对高空作业人员进行身体检查，对患有不宜高空作业疾病（心脏病，高血压、贫血等）的人员不得安排高空作业。6.8.2环境保护和文明施工。1. 使用风动或其他噪音较大的工具、机具施工时要尽量要避免夜间施工，以免噪音扰民。2. 拧下来的扭剪型高强度螺栓梅花头要集中堆放，统一处理。 6.9 质量记录高强螺栓安装质量验收应提供的书面记录有：1高强螺栓连接副出厂合格证和复验记录；2高强螺栓接头磨擦面处理和抗滑移系数试验报告；3高强螺栓安装初拧、复拧、终拧质量检查记录的扭矩扳的检查数据；4施工批质量检查验收单。