钢结构采用高强螺栓连接是一项新技术, 国外应用已十分普遍, 国内今年开始推广使用, 发展很快。这项新技术具有施工简便、检查直观、受力可靠、施工速度快、质量好、成本较低等优点, 但对施工工艺和操作要求十分严格, 如果施工注意不够, 不但起不到良好的连接作用, 还会造成严重质量事故。现将高强螺栓连接施工工艺和操作忌讳的十个方面作一简述, 以期引起施工操作人员重视, 确保钢结构工程质量。
1 忌把高强螺栓当作安装临时螺栓使用
按施工规程规定, 连接拼装时, 先要用安装螺栓固定, 即应先用统子或钎子对准孔位, 再插入数量不少于街头螺栓1/3的临时螺栓进行结构中心对位, 用扳手拧紧, 修孔后, 再安装高强螺栓, 这样才能保证螺栓对孔准确和轴力均匀。有的操作者图省事, 常省去安装粗制临时螺栓一道工序, 直接用高强螺栓代替安装临时螺栓使用, 一次固定, 常常造成对孔不正, 或强行对孔, 使连接板贴合, 螺栓的螺纹损伤, 扭矩系数发生变化, 螺栓轴力不均, 或连接板产生内应力, 而导致螺栓预紧力不足, 降低连接强度。
2 忌高强螺栓安装不上, 强行打入孔内
高强螺栓受力状态与一般螺栓不同, 前者是靠连接板间产生的摩擦来传递外力, 后者是靠螺栓受剪和孔壁受挤压传力, 因此, 连接板加工时, 高强螺栓孔眼要求钻成正圆柱体, 孔壁表面与构件表面垂直, 并应按规定对孔插入, 螺栓应能自由穿入孔内, 螺栓孔应比螺栓直径大1mm～2mm。如孔眼稍小或出现双眼皮时, 要用铰刀或电钻修孔, 再穿入高强螺栓, 切忌用锤将高强螺栓强行打入孔内, 那样, 不但会使螺纹损伤, 影响预紧效果, 而且使孔壁受挤, 螺栓受剪, 改变高强螺栓作用受力状态, 而起不到高强螺栓作用, 这是不允许的。
3 忌磨擦面处理马虎或不处理
高强螺栓连接接头的质量指标是以摩擦系数来表示, 如3号钢要求摩擦系数为0.45;20锰钢要求为0.55。因此, 连接板安装前, 应精心处理摩擦面, 这是保证传递应力的必要条件, 贴合面上的锈污、电焊气割溅点、焊渣、尘土、油污、螺栓孔壁及板边上的毛刺、飞边、均应彻底清除干净, 对孔壁板边及板面上的毛刺、焊瘤, 应先用砂轮打磨掉, 然后喷砂, 不得反程序进行, 损坏摩擦面。喷砂或打磨的处理范围应不小于高强螺栓直径的4倍, 打磨方向与受力方向垂直, 打磨后的摩擦面应没有明显的不平, 不允许打磨后长期受雨水严重侵蚀。有的操作人员对摩擦面处理重要性缺乏认识, 马虎处理, 甚至不处理就安装, 使摩擦面间存在夹层, 或先喷砂再磨毛刺、焊瘤, 或不妥善保护摩擦面, 任其腐蚀, 造成摩擦面上凹陷不平, 这样都将使摩擦面系数大大下降, 而降低连接强度。遇到这种情况, 必须重新处理摩擦面, 以保证质量。
4 忌连接板间存在空隙
安装高强螺栓时, 由于施工操作马虎、粗糙, 或操作上的缺陷, 例如采用铰刀修孔时, 未将周围螺栓适当拧紧密贴, 使铁屑进入摩擦面, 或对孔不正, 连接板安装后直接用塞焊堵孔重钻, 焊渣挤入板缝, 或连接处的钢板、型钢翘曲, 变形, 未预矫正就安装螺栓, 或板边、孔边有毛刺, 板间有杂物未彻底清除就安装螺栓, 或施工顺序不当, 采取从螺栓群外侧向中间的次序紧固等, 往往使摩擦面不密贴接触, 导致摩擦面间全部或局部存在空隙, 以致使该处摩擦系数接近于零, 螺栓达不到规定的预紧轴力, 而大大降低连接强度, 受力后将使连接件滑动。遇到这种情况, 经检测如间隙在1mm以内可不处理。间隙超过2mm的要重新安装, 纠正不了的, 要填塞经过摩面处理的楔形薄板, 再安螺栓, 紧贴接触, 以确保连接质量。
5 忌螺丝杆、螺母和垫圈随意互换使用
高强螺栓连接接头板材间摩擦力的大小是由螺栓的预紧力和接合面间摩擦系数决定的, 为保证达到要求的预紧力, 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, 不允许不同包内的相互混用, 同时不得重甩重放, 损伤螺纹, 或被泥土、油污粘染, 受雨淋潮湿。当天安装剩余的螺栓、螺母、垫圈, 要把同一标号的配套存放, 不得乱放, 或随意和其它配件混用, 不然, 将会使扭矩系数发生变化, 而达不到要求的预紧力, 使用时松扣, 使预紧力大大降低, 而影响连接质量。
6 忌紧固扭矩或轴力不够
为保证高强螺栓摩擦传力, 一般采取对螺栓施加一定的扭矩, 使达到规定的预紧力, 才能获得要求的连接强度, 安装中往往因电动或手动扳手有毛病或误差较大未进行校正就使用, 使扭矩不够, 或连接板不平整, 未校正就施加预紧力, 使部分扭矩值消耗在克服变形上, 或操作不善, 扳手读数上扭矩虽达到, 而实际预紧力未达到, 或有的螺栓漏掉初拧或终拧, 使螺栓群受力不均, 或终拧未达到设计要求的预紧力轴力数值, 这样都影响预紧力, 而降低连接强度, 操作中应注意防止。
7 忌螺栓一次终拧而成或不按要求次序紧固
按施工规程, 为保证螺栓组间各螺栓受力均匀, 减少轴力的损失, 螺栓紧固应分两次进行;第一次先进行初拧, 紧固到螺栓标准拉力的60%～80%;第二次再进行终拧紧固到标准预拉力, 偏差不大于10%。有的操作人员图快, 采取一次终拧了事, 或忘掉初拧, 这样, 使螺栓的部分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, 为使螺栓群中所有螺栓都均匀受力, 初拧和终拧都应按一定顺序进行, 一般应从螺栓群中间顺向外侧紧固, 有的操作中图方便, 采取相反次序, 从两端向中间进行, 常造成中间起鼓, 使部分轴力消耗在克服变形上, 使预紧力不足摩擦系数降低, 而影响连接强度。
8 忌螺丝杆不满扣
按规定螺栓紧固后, 螺纹要高于螺帽三扣, 但有时由于订货错误, 螺杆长度不够, 或因国产钢材多为正公差, 或钢板翘曲不平, 未经矫正, 或材料代用, 以厚带薄, 常导致螺杆头低于螺帽, 缺乏螺栓更换, 就凑合使用, 这样就会使螺母在长期或振动荷载作用下, 易于脱扣松动, 降低预紧力, 而使连接强度不够, 必须进行更换。
摘要：在钢结构工程施工组织管理中, 有诸多影响工程质量的关键环节, 主要表现在高强螺栓连接施工操作上, 高强螺栓连接是否按照规范施工, 直接影响到整个钢结构工程的质量, 本文就如何进行高强螺栓连接施工, 结合实践经验作了详细的阐述。
关键词：高强螺栓,施工操作,注意事项