浅谈装配式钢结构高强螺栓的施工质量控制

张延坡

摘 要：高强螺栓作为装配式钢结构最主要的连接形式，其应用越来越广泛，本文从高强螺栓的定义、施工及质量要求等方面进行阐述，对提高高强螺栓的施工工具有一定指导意义。

关键词：装配式钢结构；高强螺栓；施工；控制

高强螺栓是一种新型连接方法 ， 具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳、以及在动力荷载作用下不致松动等优点，在现代施工中应用越来越广泛。

二、什么是高强螺栓

高强螺栓，顾名思义就是高强度的螺栓，按其受力形式主要分为大六角高强度螺栓和扭剪型高强度螺栓，目前我国采用8.8级、10.9级两种强度性能等级的高强螺栓，大六角高强度螺栓8.8级有45号钢和35号钢两种材质，10.9级有20MnTiB、40B和35VB刚，扭剪型高强度螺栓只有10.9级，钢号主要是20MnTiB钢，垫圈常用45号或35号钢制造，并经过热处理。大六角高强度螺栓连接副是有一个螺栓、两个垫片、一个螺母组成，扭剪型高强度螺栓是有一个螺栓、一个垫片和一个螺母组成，

在预压力作用下，沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力，显然，只要轴力小于此摩擦力，构件便不会滑移，连接就不会受到破坏，这就是高强度螺栓连接的原理。

三、高强螺栓的施工

3.1摩擦面的施工

根据高强度螺栓连接的原理，钢结构板层间的摩擦系数将大大影响节点的承载力，在相同的预拉力下，磨擦系数越大，板层间的摩擦力越大，钢结构的连接就更为安全可靠。要增大摩擦系数就必须对钢板的接触面进行表面处理，以达到设计要求，通常施工中摩擦面的处理方式有以下三种：

3.1.1喷砂、喷丸、抛丸

喷丸、抛丸选用粒径要求1.2～3.0mm，压缩空气压力0.4～0.6MPa且不允许含有水分及任何油脂，喷距要求100～300mm，喷角要求900～450，喷砂、抛丸表面粗糙度达50～70μm，可不经生锈期即可拧紧高强螺栓，但是施工必须严格遵守作业条件及注意事项。

3.1.2砂轮打磨

可采用风动、电动砂轮机对摩擦面进行打磨，打磨方向应与构件受力方向垂直，打磨范围不能小于4倍螺栓孔直径，打磨后表面呈光亮色泽，打磨后必须经一定的自然生锈周期，方可施工拧紧。

3.2螺栓的验收、存放

3.2.1螺栓、螺母、垫片均应附有质量证明书，并且符合设计要求和国家标准的规定，高强螺栓连接副出厂时必须随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。

3.2.2高强螺栓入库应按规格、批次分类存放，同批内因要配套使用，不得混放、混用，并且保存要注意防潮、防雨，如螺栓、螺母、垫圈存放时间过长或有銹蚀，应抽样检查紧固轴力，合格后方可使用，螺栓等不可被泥土、油污沾染，应保持洁净、干燥状态。

3.2.3施工现场需安装的高强螺栓必须进行连接副预拉力复验，并出具复验报告，并且按照钢结构验收规范要求，进行摩擦面抗滑移系数试验，并出具试验报告。

3.3螺栓的拧紧

3.3.1扭矩扳手的调整。

施工用扭矩扳手的扭矩值应在允许偏差范围之内，其误差应控制在±5%以内，校正用的扭矩扳手，其误差应控制在±3%以内，当施工采用电动扳手时，再调好档位后应用扭矩测量扳手反复校正电动扳手的扭矩值与设计要求是否一致。

3.3.2高强螺栓的预拉力。

高强螺栓的设计预拉力由螺栓的有效面积和钢材的屈服强度决定。在实际安装过程中，由于各种因素的影响，一般将螺栓设计预拉力提高10%作为实际施工预拉力，并且要求施工预拉力误差不大于±10%，以保证紧固后螺栓实际预拉力满足要求。

因此可见，施工扭矩值应符合规范要求，如果扭矩值过高，造成螺栓超负载运行，随着时间过长，会使高强度螺栓产生裂纹等缺陷，如果扭矩值过低，会使螺栓达不到预定紧固值，从而造成钢结构连接面摩擦系数下降，承载能力下降，因此在施工中要每天用扭矩测量扳手检测手动扳手的紧固位置是否正常，检查电动扳手的显示信号是否灵敏，防止超拧或紧固不到位。

3.3.3螺栓的紧固。

高强螺栓全部安装就位后，可以开始紧固，紧固方法一般分两次进行，即初拧和终拧，应将全部高强螺栓进行初拧，初拧扭矩应为标准扭矩的60%～80%，第二次紧固为终拧，终拧宜用电动扳手，大六角高强度螺栓要紧固到标准值，偏差不大于±10%，扭剪型高强度螺栓应将梅花卡头拧掉。

四、高强螺栓的质量要求

4.1摩擦面的质量要求

摩擦面应平直，翘曲、变形必须进行校正，确保摩擦面的紧贴，，紧贴面积要在70%以上，用0.3mm塞尺检查，插入深度面积之和不得大于总面积的30%，边缘最大间隙不得大于0.8mm，摩擦面板边、螺栓孔边应无毛刺，摩擦面严禁有氧化铁皮、毛刺、焊疤、油漆和油污等，表面应呈铁色，并且无明显的不平，处理好的摩擦面必须进行防护。

4.2摩擦面间隙的处理

因钢板厚度公差或制作偏差等产生的接触面间隙，当间隙值小于1mm时，可不处理；当间隙值为1.0～3.0mm时，应将高出一侧磨成1：10的斜面，打磨方向应与受力方向垂直；当间隙值大于3.0mm时，应加垫板，垫板两面的处理方法与摩擦面相同。

4.3制孔精度的控制

高强螺栓的施工，对连接件的制孔精度要求比较严格，实际施工中不允许进行气割扩孔，并且不允许强行打入，高强度螺栓连接构件的栓孔孔径应符合设计要求，孔径允许偏差应符合规定，连接件栓孔孔距的允许偏差应符合规定。

高强螺栓安装不上时，不得强行打入孔内，以免螺纹损伤，影响预紧效果，而且是孔壁受挤压，螺栓受剪，改变高强螺栓受力状态，而起不到高强螺栓的作用，也不允许气割割孔，要用绞刀绞孔，修孔时要使板层紧贴，以防铁屑进入板缝，绞孔后要用砂轮机清空孔边毛刺，并清除铁屑。

4.4螺栓的配套使用

螺栓、螺母和垫圈不能随意互换使用。高强螺栓的螺母和垫圈，生产厂已经试验互相配套，使扭矩系数为定值，互换使用会使扭矩系数发生变化，达不到要求的预紧力，使用时松扣，影响连接质量。

4.5高强螺栓的拧紧

高强螺栓不允许采取一次终拧而成或不按要求次序紧固。这样将使螺栓的部分紧固轴力消耗在克服钢板的变形上，当它周围的螺栓紧固后，轴力被分摊而降低；此外，为使螺栓群受力均匀，初拧和终拧都应按从中间向外侧紧固的顺序进行，以免造成中间起鼓，使部分轴力消耗在克服变形上，是预紧力不足，摩擦系数降低而影响连接强度。

4.6螺栓终拧的检查

扭剪型高强螺栓终拧结束后，应以目测全部拧掉尾部梅花卡头为合格，大六角头高强度螺栓终拧结束后，要求用0.3～0.5kg的锤逐个敲检，同时要进行扭矩检查，要求是在终拧后1～24h内将螺母退回300～500，再拧至原位测定扭矩，该扭矩与检查扭矩的偏差应在检查扭矩的±10%以内为合格，发现有欠拧、漏拧应补拧，超拧者必须更换。

4.7成品保护

已经终拧的节点和摩擦面应保持清洁整齐，防止油、尘土污染，已经终拧的节点应避免过大的局部撞击和氧-乙炔烘烤。

五、结束语

随着我国经济的快速发展，高强螺栓这种节点形式会在装配式钢结构中应用更加广泛，因此必须明确该种连接方式的原理、施工及质量要求，更好的完成施工。

参考文献：

[1]卢俊凡，王佳，李玮蒙，郭嘉欣.装配式钢结构住宅体系的发展与应用[J].城市住宅，2014（08）：26-29.