高强度螺栓的施工工艺（精选7篇）
主题内容与适用范围
本技术要求规定了移动机械设备的钢结构高强度螺栓副连接件在制造、安装和检验过程中的技术要求。本技术要求未规定的内容，按有关国家标准执行。
本技术要求适用于需要应用高强度螺栓连接的移动机械钢结构。本技术要求应用于制造厂内和现场安装的质量控制和施工方法。2 结合面处理
2.1 摩擦型高强度螺栓连接，要求接头处的结合面密贴，并具有足够的摩擦系数。当设计图样对该结合面的处理要求未作规定时，按以下规定进行处理：对高强度螺栓结合面进行喷砂或抛丸处理，清除表面上铁锈、油污等杂质，达到Sa2.5级标准，粗糙度50～75um，其摩擦系数不得低于0.40。图纸有规定时，按图纸规定执行。
2.2经处理后的高强度螺栓连接处摩擦面，应采取保护措施，防止沾染脏物和油污。严禁在高强度螺栓连接处摩擦面上作任何标记。在厂内存放，或在运输，到安装现场保管中要特别防止连接表面的污染。安装单位要特别注意保护好高强度螺栓的连接板和母体的连接表面的清洁度摩擦表面的特性。不允许随意使用砂轮机打磨连接板连接面和母体连接表面。3 高强度螺栓摩擦面的抗滑移系数检验
抗滑移系数检验应以钢结构制造批为单位，以单项工程每2000t为一制造批，不足2000t者视作一批，单项工程的构件摩擦面选用两种及两种以上表面处理工艺时，则每种表面处理工艺均需检验。每批三组试件。若连接处为扩散到外部企业时，相应的每个企业都应做抗滑移系数检验。
3.1抗滑移系数试验用的试件应由厂内或扩散企业加工，试件与所代表的钢结构构件应为同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并应用同批同一性能等级的高强度螺栓连接副，在同一环境条件下存放。抗滑移系数试验按GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》试验方法进行。
3.2抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。当不符合上述规定值时，构件摩擦面应重新处理。处理后的构件摩擦面重新检验。4钢结构用摩擦型高强度螺栓的连接安装 4.1安装前的准备工作
4.2选用检验合格的螺栓、螺母和垫圈。其连接副扭矩系数保证期为自出厂之日起六个月。4.3螺栓、螺母、垫圈有下列情况为不合格品，禁止使用。a.来源(制造厂)不明者;b.机械性能不明者;c.扭矩系数k不明者;d.有裂纹、伤痕、毛刺、弯曲、铁锈、螺纹磨损、油污、被水淋湿过或有缺陷者;e.未附带性能试验报告者;f.与其它批号螺栓混合者;g.长度不够的螺栓，即拧紧后螺栓头露不出螺母端面者。一般取伸出螺母端面的长度以2～3扣螺纹为宜。
h.连接副扭矩系数超过保证期的。在运输和保管中要特别注意防水。
4.4大六角头高强度螺栓施工前，应按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数，每批复验8套，8套扭矩系数的平均值应在0.110～0.150范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。其扭矩系数复检方法按GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》规定进行。试验后应在较短的时间内进行高强度螺栓的安装。质量方面注意事项（1）、表面浮锈、油污、螺栓孔壁有毛刺、焊瘤等均应清理干净。
（2）、接触摩擦面处理后要达到规定的抗划移系数要求。使用的高强度螺栓应有配套的螺母、垫圈，使用时按配套使用，不得互换。
（3）、处理好的构件摩擦面安装时不允许沾油污、泥土等杂物。（4）、安装时组件摩擦面应保持干燥，不应在雨中作业。（5）、在安装前严格检查并校正连接的钢板的变形。（6）、安装时禁止锤击打入螺栓以防止螺栓丝扣受损。
（7）、使用时定期检测的电动扳手，保证扭矩的准确度，并按正确的扭紧顺序操作。主要安全技术措施
（1）、使用活动扳手的扳口尺寸应于螺母的尺寸相符，不应使用小扳手上加套管。高空中作业应使用死扳手，如用活扳手时用用绳子拴牢，人要系好安全带。
关键词：高强度螺栓连接副,栓接,钢结构
高强度螺栓连接目前在钢结构中广泛使用, 技术已比较成熟, 但在某些地方, 如在高强度螺栓连接副大量、高密度使用区域, 安装时也会遇到不少问题, 这些问题如得不到有效的处理, 就会影响到产品质量, 甚至结构安全。
本文以某港口钢结构塔架为例。如图1所示, 钢塔架重量约300 t, 高度约60 m, 柱与梁的材料主要为H形工字钢, 柱与梁、梁与梁之间的连接采用高强度螺栓连接, 整个塔架约850个高强度螺栓连接节点。
1 钢结构高强度螺栓安装规范要求[1,2]
1) 高强度螺栓连接副应按批配套使用, 并应具有出厂质量保证书。
2) 安装单位应按要求进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移试验和复验, 现场处理的构件摩擦面应单独进行摩擦面抗滑移系数试验。
3) 高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁, 不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、污垢等, 除设计要求外摩擦面不应涂装, 高强度螺栓安装不得在雨中进行。
4) 接触面间隙不得大于1 mm。
5) 高强度螺栓安装时, 螺栓宜自由穿入孔内, 当不能自由穿入孔内时, 应以铰刀扩孔, 扩孔数量应征得设计同意, 扩孔后的孔径不应超过1.2d, 严禁气割扩孔。
6) 高强度螺栓连接副的扭矩检查应在螺栓终拧1 h以后、24 h以前进行。检查数量:按节点数抽检10%, 每个被抽检节点按螺栓数抽检10%, 且不应少于2个。
2 安装过程常遇到的问题
1) 问题一:螺栓孔距要求高。图1的钢塔架, 约850个连接节点, 合计约1 700块连接板, 9 000个螺栓孔。大型钢结构工程的施工, 往往时间紧, 高空作业, 并且钢结构施工存在焊接变形、安装累积误差等的因素。如此多的零部件 (柱、梁和连接板等) 要保证它们在安装时顺利栓接, 是相当困难的, 对无法栓接的位置, 按工艺要求, 只能用铰刀扩孔, 由于时间紧, 高空作业施工难度大, 最后往往造成施工中的野蛮作业, 如用火焰切割进行扩孔。
2) 问题二:接触面不能完全紧贴。摩擦型高强螺栓连接, 摩擦面的抗滑移要求非常高, 必须保证接触面的紧贴。两块板接合面间隙不应超过1 mm。间隙在1 mm~3 mm之间时应磨成1∶10的缓坡, 使间隙小于1 mm。由于施工过程的累积误差, 所有的接触面间隙要控制在1 mm内是非常困难的, 在高空中对配件进行斜坡打磨, 大型钢结构如此多的节点板几乎是不可能做到的。如图1中的L1梁, A端与B端只要位置发生了一点变化, 接合面间隙就可能超出1 mm的范围。
3 工艺保证措施
1) 首先必须放好地样。预制件在胎架上 (主梁、副梁与连接板) 按地样要求制作装配好, 地样反映了构件真正的安装尺寸, 所有的连接板位置必须以地样为准。2) 连接板栓接孔采用“配钻”, 即两块或三块连接板重叠放置后一起钻孔, 使配对的孔具有一致性, 不会因钻孔加工误差造成孔的错位。图1中栓接位置有三种结构形式:主梁与主梁之间用两块连接板来连接、副梁与主梁上的连接板的连接、副梁与副梁上的连接板的连接。对于第一种形式, 主梁与主梁及连接板一起配钻;第二种形式, 副梁与主梁上的连接板一起配钻;第三种形式, 副梁与副梁上的连接板一起配钻。3) 地面预安装。预制件制作完成后, 相临构件在胎架上根据地样先进行预装, 预装是吊装前的最后一道工序, 如预装顺利就可保证吊装工作的顺利完成。
4 结语
经过“放样”“配钻”和“地面预装”三道工序, 构件在安装时可顺利进行, 而没有经过这三道工序的, 安装时往往会出现上述提到的两个问题, 合理、科学的工艺方法不仅缩短了施工工期, 而且是工程质量的重要保证。
参考文献
[1]周学军, 顾发全, 王示.钢结构工程施工及验收规范应用指导[M].济南:山东科学技术出版社, 2004.
关键词：公安长江大桥；高强度螺栓；工艺试验；温度；扭矩 文献标识码：A
中图分类号：U448 文章编号：1009-2374（2016）05-0100-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.051
1 工程概况
公安跨长江公铁两用特大桥采用4m×94.5m连续钢桁梁桥和（98+182+518+182+98）m双塔钢桁斜拉桥，主梁为“N”字形桁式，采用焊接的整体节点，工地架设时，在节点之外用高强度螺栓拼接，共使用90多万套高强度螺栓，全桥采用M30、M24、M22三种规格高栓，施工时间跨度大。
2 高强度螺栓验收及工艺试验
2.1 高强的螺栓的验收
合格的高强度螺栓产品是保证高强度螺栓施拧质量的首要条件。为了确保公安长江大桥高强度螺栓质量，必须对高强度螺栓产品进行验收。
2.1.1 高强度螺栓连接副的组成。高强度螺栓连接副由一个10.9S高强度大六角头螺栓、一个10H高强度大六角螺母和两个HRC35～45高强度垫圈组成。
2.1.2 高强度螺栓主要检验项目。（1）外形尺寸检查（依据GB/T1228～1230中有关规定）；（2）螺纹参数检验（依据GB/T1228～1229中有关规定）；（3）表面缺陷检验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（4）机械性能试验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（5）扭矩系数试验（依据GB/T1231-2006中有关规定）；（6）包装与标记检验（依据GB/T1231-2006中有关规定）。
其中机械性能试验的螺栓实物楔负载和螺母保证荷载两个项点及扭矩系数试验的扭矩系数平均值和扭矩系数标准差两个项点均为逐批抽样检验，其余项点为部分批抽样检验。
高强度螺栓工地复验的结果应符合国标《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1228～1231-2006）的有关规定。
2.2 高强度螺栓工艺试验
对供货厂家-中京联合科技有限公司产品第一批供货的产品抽取1个批号、每批25组、每组5套高强度螺栓进行扭矩系数试验。检验工厂近期产品的整体质量状况，并运用数理统计原理推断样本扭矩系数平均值，反映整批扭矩系数平均值代表性的大小，作为施工过程中调整施拧扭矩、保证高强度螺栓终拧预拉力满足设计要求的重要参考指标。
在第一批供货中，我们随机从M30（规格M30×130 批号215372）高强度螺栓中抽取一批进行工艺试验，试验温度：15℃，试验湿度：72%，数据如表1所示：
本桥高强度螺栓扭矩系数测定在专用轴力计上测定，设备的精度、测试方法和测试时的环境温度及相对湿度等都会对测试结果造成影响。国标GB/T1228～1231-2006中规定：10.9S级高强度大六角头螺栓连接副必须保证扭矩系数供货，同批连接副的扭矩系数平均值为0.110～0.150，扭矩系数标准差应小于或等于0.010。每一连接副包括一个螺栓、一个螺母、两个垫圈，并应分属同批制造。连接副的扭矩系数是在轴力计上进行，每一连接副只能试验一次，不得重复使用。
3.2 温度对扭矩系数的影响
本桥采用扭矩法施工，用扭矩来控制高强度螺栓终拧的预拉力，在同一预拉力时，扭矩根据温度变化而变化。我们取做工艺试验的同批M30高强度螺栓50套，分成10组，每组5套，利用温控设备调整试验温度，测定高强度螺栓的扭矩系数，数据如表2所示。
从上表2试验数据中可以得出，随着温度降低，同批高强度螺栓的扭矩系数不断变大，这就需要我们严格控制高栓施工。
4 施工控制
4.1 施拧扭矩及检查扭矩确定
因为扭矩法是受到很多因素影响的，尤其是自然环境气候等影响较为明显，还有高强度螺栓本身的质量和施拧工具也有很多讲究，所以我们必须根据进场高强度螺栓扭矩系数工地复验、工艺试验、终拧试验、比对试验及近期天气情况，在目前天气情况下，确定近期施拧终拧扭矩，初拧扭矩按终拧扭矩一半来控制。检查扭矩等于施拧终拧扭矩乘以紧扣比。
4.2 施拧过程中的控制要点
本桥高强度螺栓施拧全部采用扭矩法施工，分初拧和终拧两次施拧，桁梁接头先对位，用冲钉将板束间栓孔重合后方能进行穿设螺栓和施拧。穿放冲钉时用小锤轮番轻击冲钉，使杆件孔眼重合，严禁用大锤猛击冲钉强行过孔。钢梁拼装时主桁杆件对位后要先在四角打入4个定位冲钉并穿4～6个工具螺栓把板缝夹紧，然后再按规定打入冲钉和穿高栓，防止打入冲钉将板缝撑开，以免拧紧螺栓时板层难以靠紧影响工程质量。高强度螺栓初拧的目的是为了既可把板缝夹紧，又在终拧时无需松扣，同时使电动扳手不能带过大负荷启动。初拧值取终拧值的50%，每个螺栓初拧后须及时在螺杆头部做点标记，之后对已初拧完螺栓做点并划线标记（做点或划线均用白色油漆，划线方法为沿螺杆、螺母棱角、垫圈划一直线，便于终拧后检查螺母，垫圈转动情况）。终拧扭矩值是在保证螺栓的设计预拉力前提下，通过试验确定所得，考虑施工误差及螺栓预拉力损失，高强度螺栓的施工预拉力为设计预拉力的1.1倍，即终拧扭矩M=1.1K·N·d。终拧采用扭矩法，使用电动扳手完成（不能使用电动扳手的部位可用带响扳手或数显扳手），自中间向四周将初拧后的螺栓拧至终拧值，终拧并检查合格的螺栓群，在螺杆头部划线做出标记（红色油漆），以便检查有无漏拧情况。无论使用电动扳手或带响扳手，均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，否则影响螺栓群的合格率。螺栓施拧过程中应用扳手卡死螺栓头部，防止螺杆随扳手一齐转动。对不同扭矩系数使用不同扭矩值的扳手进行施拧。对高强度螺栓应加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于一个部位，不要混用。
5 结论及建议
我们对同批可靠稳定的高强度螺栓进行了大量试验，并对其进行了总结：（1）高栓施工质量要求严格，建议选择质量可靠、稳定的生产厂家；（2）早晚温差较大的地区建议白天施工；（3）靠近江河地区，早晚湿度较大，连接副表面状态易发生改变，造成扭矩系数离散，应在施拧过程中加强控制，建议在施拧板面露水散退后进行施工；（4）高栓施工过程中要根据现场温度变化适时调整终拧扭矩，确保施拧高强度螺栓的终拧预拉力满足设计要求。
参考文献
[1] 铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定（TBJ214-1992）[S].
[2] 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母及垫圈技术条件（GB/T1228～1231-2006）[S].
[3] 钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）[S].
螺纹紧固件的松动不是由于螺栓的疲劳强度：
螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说，螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了它大能力的万分之一，所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。
螺纹紧固件损坏的真正原因是松动：
螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能mv2，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏，
受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。
受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成E圆。
选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在：
目前，最先进和效果最好的防松方式是唐氏螺纹紧固件防松方式。
唐氏螺纹同时具有左旋和右旋螺纹的特点。它既可以和左旋螺纹配合，又可以和右旋螺纹配合。
联接时使用两种不同旋向的螺母。工作支承面上的螺母称为紧固螺母，非支承面上的螺母称为锁紧螺母。使用时先将紧固螺母预紧，再将锁紧螺母预紧。
本文介绍了一种新型高强度螺栓连接副扭矩系数检测装置,叙述了该装置机械系统、微机控制系统的.设计原理和简要过程.该设计将为高强度螺栓连接副的成批检测提供更方便、更准确、更高效的检测设备.
作 者：连香姣 田 丁宝平 作者单位：连香姣,田(北京建筑工程学院)
丁宝平(机械科学研究院)
本文针对混凝土路面施工前的准备以及施工工艺进行详尽的.论述,只有严格执行施工工艺规程,加强施工质量控制.才能保证混凝土道路的结构强度和质量.
作 者：张群 作者单位：沈阳市市政工程养护管理处,辽宁,沈阳,110000 刊 名：中国新技术新产品 英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS 年，卷(期)：2009 “”(16) 分类号：U4 关键词：混凝土 路面 施工工艺★ 引入河口地区方案研究
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1 高强度大六角头螺栓扭矩系数的确定
在扭矩法施拧中影响高强度大六角头螺栓拧紧预拉力的主要因素是高强度螺栓连接副的扭矩系数和施拧扭矩, 为此在施拧前必须测定高强度大六角头螺栓连接副的扭矩系数, 确认其是否符合要求, 并以此扭矩系数平均值来确定终拧扭矩和检查扭矩。根据公式理解, 其扭矩系数应是一定值或扭矩与轴力成正比关系, 但高强度螺栓在实际检测过程中, 在《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231 2006规定的预拉力范围内, 高强度螺栓扭矩系数并不是一定值, 在该范围内, 预拉力与扭矩也不成正比关系, 而且没有规律, 随预拉力的增加扭矩系数时大时小。针对高强螺栓在应用过程中一些注意事项以及影响高强螺栓扭矩系数的因素及影响程度, 本着科学的态度, 我们对同批、同规格的螺栓, 在不同的试验室、不同的环境、不同预拉力进行了扭矩系数比较。
《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231-2006;《公路桥涵旅工技术规范》JTJO4卜2000:《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》JGJ82 9 1;《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;规定高强度大六角头螺栓在施工前应按出厂批号复验扭矩系数, 每批号抽验不少于8套, 其平均值和标准偏差应符合设计要求, 设计无要求时平均值应在0.11~0.15范围内, 其校准偏差应小于或等于0.01, 复验数据作为施拧的主要参数。大六角头螺栓的施工扭矩可由下式计算确定:
式中:TC一终拧扭矩 (N.m) ;
K一扭矩系数平均值;
Pc一施工预拉力 (kN) ;
d一螺栓螺杆直径 (mm) ;
2 高强度螺栓设计轴力的确定
对抗滑型高强度螺栓接头, 在板面抗滑移系数确定的情况下。螺栓轴力越大, 抗滑力就越大, 传递荷载能力就越强。然而螺栓有一定的强度。若轴力超过其所能承受的破坏荷载, 就会断裂。只有在可靠度理论分析基础, 确定的螺栓有效拧紧轴力才是经济合理的。
2.1 高强度螺栓 (简称螺栓) 强度
根据工厂复验和实地试验及出厂质量保证书的螺栓拉断强度资料, 统计分析了螺栓破断强度F。结果10.9级螺栓的材料屈服强度取为0.9倍的抗拉强度。螺栓在拧紧的过程中, 螺栓力与拉应力复合成主应力.一般采用轴向应力乘以复台应力系数η表示。
螺栓材料所允许的轴向拉力NF=0.9F·η, 根据随机变量F和η分布, 通过蒙特卡罗法随机模拟得到NF的分布。随机变量NF即为螺栓轴力的上限值.在可靠度分析中作为抗力项。
2.2 螺栓设计有效轴力的确定
螺栓设计轴力的确定, 主要是保证螺栓拧紧过程中。在复合应力影响下不至于使主应力超过屈服点为前提.尽量选择大的轴力, 以充分发挥螺栓连接作用以NF=0.9F/η, 作为抗力项再考虑超拧10n后作为效应项N=X·NH, 求算螺栓拧紧过程中螺拴强度的可靠度, 以此来确定螺栓的设计有效轴。
3 高强螺栓连接施拧技术管理审经常遇到几个问题:
3.1 高强螺栓副施拧中螺栓欠拧和超拧
在GB1228-1231-84标准中当高强螺栓连接终拧后其予拉力小于 (标准) 规定最小值时为欠拧, 当予拉力大于表审最大者为超拧。如10.9S级高强螺栓规格为M22者当螺栓予拉力小于18t为欠拧, 而大于22t为超拧。
3.2 10.9s级保扭矩系数高强螺栓初拧和终拧后能否标下重复使用
一般不允许重复使用由于螺纹磨擦和变形扭矩系数K发生变化, 轴力也变化一般不允许重复使用。
3.3 高强螺栓如何向厂家定货
虚按设计图纸所需规格数量定货, 应注明高强螺栓强度等级 (8.8级或10.9S级) , 高强螵栓副材质及引用标准。如定货10.9s级高强螺栓副为保扭矩系数高强螺栓须在定货表中注明。
3.4 如订货时购买10.9S级高强螺栓用户方未提出保扭矩系数要求而工地复验高强, 螺栓副扭矩系数标准偏差超差过大对厂方有何责任
由于定货高强螺栓是不保扭矩系数, 因此无法向广方追查责任。
3.5 不保扭矩系数高强螺栓厂方应负责任
工地对高强螺栓复验螺栓楔负载, 螺母保载, 垫圈和螺母硬度检验应符合国标要求。螺栓副几何尺寸应满足有关标准要求。
3.6 对10.9s级保扭矩系数高强螺栓厂方出厂时已给出扭矩系数K和扭矩系数标准偏差σn-1值为什么工地还要进行复验K和σn-1值
由于高强螺栓出厂到工地后经过长途运输搬运保管汽油条件变化而对和σn-1, 值影响较大, 故在工地施拧高强螺栓前必须对夏和σn-1值复验。
3.7 几种高强螺栓连接施拧的方法以及所适用的条件
高强螺栓连接施拧有扭矩控制法和转角法。当工地复验高强螺栓系数标准偏差在允许范围之内可用扭矩探制法施拧高强螺栓方法简便易掌握。但当复验高强螺栓扭矩系数离散过大用扭矩探制法施拧则螺栓予拉力过于分散也易造成欠拧或超拧在这种情况下用扭角法L或称转角法) 施拧较为合适。扭角法采用二次线性回归方程式计算转角。但一般不易掌握。铜街子工程钢梁高强螺栓施拧是用螺栓探制法施拧。
摘要：高强度螺栓在钢结构铁路中已广泛应用, 取代了部分铆钉。目前我国在公路桥梁施工中虽然也使用不少, 但仍然存在着很多问题没有引起足够的重视, 规范中的规定从理解程度上仍存在着一些问题, 不能指导现场施工中的应用, 如扭矩系数、电动扳手的使用、安装的顺序、仪器的标定、终拧后的检查等, 现对在施工遇到的一些问题作简要分析论述。
关键词：高强度螺栓,扭矩系数,轴力确定,常见问题
参考文献
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[2]江峰.高强度螺栓及其接头可靠度的研究[J].铁道学报, 2001, 12.
[3]Takashi Yamaguchi, Yasuo Suzuki, Toshiyuki Kitada, Kunitomo Sugiur拉力和剪力对高强度受拉螺栓节点力学性能的影响[J].Progress in Steel Building Structure2010, 3.
