高强螺栓连接施工工艺标准

高强螺栓连接施工工艺标准 3.6高强度螺栓连接施工工艺标准 3.6.1.1 适用范围 本工艺标准适用于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。 3.6.1.2 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》（JGJ82—91） 《钢结构用高强度大六角头螺栓》GB1228-91 《钢结构用高强度大六角头螺母》GB/1229-91 《钢结构用高强度垫圈》GB1230-91 《钢结构用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB1231-91 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB3632-1995 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件》GB3633-1995 3.6.2符号 T —施工扭矩（N?m）； c 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。 P—高强度螺栓施工预拉力（KN）； c d－高强度螺栓螺杆直径（mm）。 3.6.3基本规定 3.6.3.1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。 3.6.3.2 高强度螺栓的制孔按3.6.3.2-1的要求选配，高强度螺栓连接构件制孔允许偏差见 表3.6.3.2-2，高强度螺栓的孔距和边距值见表3.6.3.2-3，高强度螺栓连接构件的孔距允许偏 差见表3.6.3.2-4 表3.6.3.2-1高强螺栓孔径选配表 螺栓公称直径（mm） 12 16 20 22 24 27 30 螺栓孔直径（mm） 13.5 17.5 22 24 26 30 33 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 0.5~1.0mm。 表3.6.3.2-2 高强度螺栓连接构件制孔允许偏差 直径及允许偏差 名 称 （mm） 直径 12 16 20 22 24 27 30 螺栓 允许偏差 ?0.43 ?0.52 ?0.84 直径 13.5 17.5 22 （24） 26 （30） 33 螺栓孔 +0.43 ＋0.52 ＋0.84 允许偏差 0 0 0 圆度（最大和最小直径1.00 1.50 差） 应不大于板厚的3%且单层板不得大于2.0 mm多层板迭组合不得中心线倾斜度 大于3.0 mm 表3.6.3.2-3高强度螺栓的孔距和边距值 最大值（取两者的较小名称 位置和方向 最小值 值） 或12t 0 外排 8d3d构件受压力 12d或18t 00中间排 中心间距 构件受拉力 16d或24t 0 顺内力方向 02d中心至构件 4d切割边 1.5d或8t 00边缘的距离 垂直内力方向 轧制边 1.5d 0注：1） d为高强度螺栓的孔径；T为外层较薄板件的厚度； 0 2）钢板边缘与刚性构件（如角钢、槽钢等）相连的高强度螺栓的最大间距，可按中间排数值采用。 3）设计有规定时按设计要求采用。 表3.6.3.2-4高强度螺栓连接构件的孔距允许偏差 螺栓孔距（mm） 项次 项 目 ＜500 500~1200 1200~3000 ＞3000 1 同一组内任意两孔间 ?1.0 ?1.2 － － 允许 偏差 2 相邻两组的端孔间 ?1.2 ?1.5 ＋2.0 ?3.0 注：孔的分组规定 1）在节点中连接板与一根杆件相连的孔划为一组。 2）接头处的孔：通用接头 半个拼接板上的孔为一组；阶梯接头 两接头之间的孔为一组。 3）在两相邻节点或接头间的连接孔为一组，但不包括（1）（2）所指的孔。 4）受弯构件翼缘上，每1m长度内的孔为一组。 3.6.4施工准备 3.6.4.1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2~3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，按下列选择所需长度： 螺栓长度=板束厚度+附加长度 螺栓长度小于100mm取整为5?的倍数，余数2舍3进，对于螺栓长度大于100mm可以取为10?的整倍数进行归类。 高强螺栓的附加长度可参考表3.6.4 -1 螺栓直径（mm） 12 16 20 22 24 27 30 大六角高强度螺栓（mm） 25 30 35 40 45 50 55 扭剪型高强度螺栓（mm） 25 30 35 40 2． 施工轴力与终拧力矩的换算 表3.6.4.1-2和表3.6.4.1-2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10%。 表3.6.4.1 -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 8.8 S 10.9 S 螺 轴 栓 直 力 径 （ ） mm 设计轴力 施工轴力 设计轴力 施工轴力 M12 45 50 55 60 M16 70 75 100 110 M20 110 120 155 170 M22 135 150 190 210 M24 155 170 225 250 M27 205 225 290 320 M30 250 275 355 390 表 3.6.4.1-3 进口日本高强度螺栓的轴力（单位：KN） 螺 栓 等 螺 F8T F10T F11T 级 栓 直 径 施工轴设计轴力 施工轴力 设计轴力 施工轴力 设计轴力 力 M16 85.2 93.7 10.6 11.7 11.2 12.3 M20 13.3 14.6 16.5 18.2 17.4 19.1 M22 16.5 18.2 20.5 22.6 21.6 23.8 M24 19.2 21.1 23.8 26.2 25.1 27.6 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： T=K?P?d cc 式中T—施工扭矩（N?m）； c 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。 P—高强度螺栓施工预拉力（KN）； c 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） 高强度螺栓连接副扭矩系数试验； 扭距系数的试验方法如下:将螺栓穿入轴力计,在测出螺栓预拉力P的同时,应测出加于 螺母上的施拧扭矩值T,并应按下式计算扭矩系数K K= T P.d 式中T-施拧扭矩(N.m), d-高强度螺栓的公称直径(mm), P-螺栓预拉力(kN) 进行连接副扭矩系数试验时螺栓预拉力值应符合表B.O.4的规定。 表3.6.4.1-4螺栓预拉力值范围（KN） 螺栓规格（mm） M16 M20 M22 M24 M27 M30 预拉力值 10．9S 93-113 142-177 175-215 206-250 265-324 325-390 P 8．8S 62-78 100-120 125-150 140-170 185-225 230-275 扭剪型高强度螺栓连接副当采用扭矩法施工时，其扭矩系数亦按本附录的规定确定。 2） 紧固轴力试验； 3.6.4.1-4 表3.6.4.1-4扭剪型高强度螺栓紧固轴力及变异系数 螺栓直径（mm） 16 20 （22） 24 公称KN 109 170 211 245 每批紧固轴力平均最大KN 120 186 231 270 值 最小KN 99 154 191 222 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： 4.作业指导书的编制和 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。 3.6.4.2施工机具 高强螺栓施工最主要的施工机具就是力矩扳手，根据施工对象分别有： 1） 扭剪型高强螺栓用扳手 目前我们在市场上常见的日本产扭剪型高强螺栓扳手的性能参数见表3.6.4.2-1 表3.6.4.2-1 日本产扭剪型高强螺栓用扳手的性能 空载 套管个数 适用扭矩范电源消耗重量 扳子 电流 转数 型号 螺栓 围 电压 功率 （kg总长 （A） （r/mi规格 数量 M （N?m） （V） （W） ） （mm） n） 16 M16 1 LSR-22HD 20 900 200 7.5 1400 16 8.4 350 M20 1 22 M22 1 22 M22 1 LSR-24HD 1150 200 10 1850 16 12.4 375 24 M24 1 2） 扭矩型高强螺栓扳手（大六角螺栓适用） 电动扭矩扳手一般由机体，扭矩控制盒，套筒，反力承管器，漏电保护器组成，常用的 电动扭矩扳手性能参见表3.6.4.2-2。 表 3.6.4.2-2 电动扭矩扳手性能 电流电电流频消耗功产电流 空载转数 扭矩范围 重量 型号 压 率 率 地 （A） （r/min） （N?m） （kg） （V） （Hz） （W） 日NR-12 T本 200 50/60 6.8 1300 17 400~1200 9.5 1 PIBD-150 220 50 4 880 8 400~1500 12 国 产 PIBD-160 220 50 4.3 950 8 400~1600 10 3） 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。 3.6.4.3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；抗滑移系数试验合格； 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。 3.6.5材料和质量要点 3.6.5.1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、运输损坏情况、现场的储 运条件、工程难度等因素，考虑2—5%的损耗，进行采购。 施工使用的高强度螺栓必须符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》（GB/T1228）、《钢 结构用高强度大六角螺母》（GB/T1229）、《钢结构用高强度垫圈》（GB/T1230）、《钢结构 用大六角螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》（GB/T1231）、《钢结构用扭剪型高强螺栓 连接副》（GB/T3632）、《钢结构用扭剪型高强螺栓连接副技术条件》（GB/T3633）以及其 他有关标准的质量要求。 高强螺栓连接副必须经过以下试验符合规范要求时方可出厂： 1） 材料、炉号、制作批号、化学成分与机械性能证明或试验数据。 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） 连接副的扭矩系数试验（注明试验温度）。大六角头连接副的扭矩系数平均值 和标准偏差；扭剪型连接副的紧固轴力平均值和标准偏差。 6） 产品规格，数量，出厂日期，装箱单。 7） 上述资料应随产品交购置方。 3.6.5.2 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摩擦面清理，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； 使用的扭矩扳手应按规定进行校准，班前应对定扭矩扳手进行校核，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。 3.6.5.3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。 3.6.5.4职业健康和施工安全关键要求 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，又方便施工人员 转移工位； 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。 3.6.5.5环境保护关键要求 施工中如使用风动工具时应避免噪音污染； 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。 3.6.6施工工艺 3.6.6.1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 ? 连接件摩擦系数试验合格 ? 检查连接面，清除浮锈、飞刺与油污 ? 安装构件就位，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，高强螺栓重新安装 3.6.6.2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，防止损坏，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，经复验扭矩系数或轴力合格后，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。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30~50%，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30~50%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统计确定。 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30~50%进行，使接头各层钢板达到充分密贴，再用 电动扭剪型扳手把梅花头拧掉，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。 4．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； （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，大六角螺栓应按施工扭矩施拧扭 剪型用专用电动扳手施拧，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，应严格回收，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。 3.6.7质量检验 3.6.7.1主控项目 1． 2． 高强度大六角螺栓连接副应按标准3.6.4.1条复验扭矩系数并符合本条规定,提出复 验。 3． 扭剪型高强度螺栓连接副应按本标准3.6.4.1条复验紧固轴力（预拉力），检验结果 应符合本条规定，并提出检查复验报告。 4．.3.6.4.1 5．高强度大六角头螺栓紧固检查，用0.3-0.5kg的小锤逐颗敲击螺栓,检查其紧固程度, 防止漏拧.对每个节点螺栓数的10%,但不小于1颗进行扭矩抽检,检查时先在螺杆和螺母上面划一直线,松动螺母600测得的扭矩应在0.9T-1.1T范围内, T按下式计算： chchch 3.6.7.2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： 3.6.8安全及环境保护 3.6.8.1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袋内，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。 3.6.8.2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。 3.6.9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、终拧质量检查记录及扭矩扳手的检查数据； 4．施工批质量检查验收单。