高強(qiáng)度螺栓在國(guó)際鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用分析

金 鋒 付艷鵬

(中鋼設(shè)備有限公司 北京 100080)

1 前言

連接節(jié)點(diǎn)與鋼結(jié)構(gòu)工程的安全性可靠性息息相關(guān)，連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施是鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量管理的重點(diǎn)。高強(qiáng)度螺栓連接是20世紀(jì)中葉發(fā)展起來的一種鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接方式。隨著結(jié)構(gòu)材料性能和標(biāo)準(zhǔn)件制造能力的提高，高強(qiáng)度螺栓在工程中得以越來越多的應(yīng)用。高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)由于具有受力性能好，耐疲勞，抗震好，施工簡(jiǎn)便，施工周期短等諸多優(yōu)勢(shì)，已被廣泛用于建筑鋼結(jié)構(gòu)的工地現(xiàn)場(chǎng)連接中，成為鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)的主要方式之一，尤其在高精度要求的鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用更為廣泛。

隨著我國(guó)工程公司參與國(guó)際工程的增多，越來越多的工程應(yīng)用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行設(shè)計(jì)、供貨和施工。因此對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)體系下的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行分析對(duì)比，就其在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，將有助于工程建設(shè)的推進(jìn)。

2 高強(qiáng)度螺栓簡(jiǎn)述

普通螺栓連接依靠桿身承壓和抗剪來傳遞剪力，在扭緊螺母時(shí)螺栓產(chǎn)生的預(yù)緊力很小，其影響不予考慮。高強(qiáng)度螺栓連接的工作原理是有意給螺栓施加大的預(yù)緊力，使被連接件接觸面之間產(chǎn)生擠壓力，因而垂直于螺桿方向有很大摩擦力，依靠這種摩擦力來傳遞連接剪力。因此螺栓是否在連接中產(chǎn)生了預(yù)緊力是區(qū)分高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的主要區(qū)別，這也是在歐標(biāo)(EN標(biāo)準(zhǔn))和美標(biāo)(ASTM標(biāo)準(zhǔn))中，均把高強(qiáng)度螺栓稱為Preloaded bolts的原因。

高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力值是鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)中螺栓設(shè)計(jì)選型、制作檢驗(yàn)及施工過程中需要考慮的最重要指標(biāo)。高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力是通過扭緊螺母實(shí)現(xiàn)的，通過螺母相對(duì)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，使螺桿產(chǎn)生一定的彈性伸長(zhǎng)變形，從而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度螺栓副的預(yù)緊力。

2.1 不同類型的高強(qiáng)度螺栓

高強(qiáng)度螺栓從外形上可以分為大六角型和扭剪型兩種。

大六角形高強(qiáng)度螺桿頭的外形是六角形，此設(shè)計(jì)繼承自普通螺栓，是最早使用的高強(qiáng)度螺栓螺桿頭類型。在擰緊螺母的過程中，大六角型高強(qiáng)度螺栓的螺桿容易跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)，造成無法擰緊。故設(shè)計(jì)六角型的螺桿頭，在發(fā)生同轉(zhuǎn)時(shí)，作以扳手固定之用。扭剪型高強(qiáng)度螺栓是在大六角型高強(qiáng)度螺栓基礎(chǔ)上改進(jìn)開發(fā)并發(fā)展起來的。其螺栓端部有梅花卡頭，施工時(shí)用扭剪型專用扳手施工，扭剪型扳手?jǐn)Q緊螺母時(shí)通過根部固定梅花頭夾緊螺桿，施扭時(shí)不再發(fā)生同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因此螺桿頭已沒有再做成六角形的必要，從工藝和材料考慮，螺桿頭部一般設(shè)計(jì)為半圓形。

2.2 高強(qiáng)度螺栓的不同表面處理方式

為了保證耐久性，高強(qiáng)度螺栓需進(jìn)行表面處理。其的表面處理方式有：磷化發(fā)黑處理、熱鍍鋅處理、達(dá)克羅處理以及擴(kuò)散熱滲鋅處理等。

磷化發(fā)黑處理：使用最為普遍，扭矩系數(shù)穩(wěn)定，施工方便簡(jiǎn)單；防腐性能差，螺栓施工完以后，鋼結(jié)構(gòu)上要進(jìn)行后續(xù)防腐。達(dá)克羅處理：耐腐蝕性能好，無氫脆性，耐高低溫沖擊性好；但涂層偏軟，附著力弱，安裝過程中易碰壞，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)室外環(huán)境適應(yīng)力差，達(dá)克羅中含有對(duì)人體及環(huán)境有害的鉻離子。熱浸鋅處理：耐腐蝕性能好；但螺紋精度受影響較大，扭矩系數(shù)不穩(wěn)定，離散度差；10.9級(jí)以上高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品存在氫脆風(fēng)險(xiǎn)，生產(chǎn)過程控制不穩(wěn)定。擴(kuò)散熱滲鋅處理：通過熱擴(kuò)散滲層技術(shù)，將鋅鋁等金屬原子擴(kuò)散進(jìn)基體，并在金屬表面發(fā)生系列反應(yīng)后形成均勻合金層表面；抗腐蝕能力強(qiáng)，涂層厚度均勻，附著力強(qiáng)，產(chǎn)品環(huán)保；目前此技術(shù)在高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品中使用范圍相對(duì)較小，還處于推廣階段。

3 高強(qiáng)度螺栓在鋼結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用

3.1 高強(qiáng)度螺栓連接節(jié)點(diǎn)受力特性

高強(qiáng)度螺栓連接受力特性通常分為兩種類型。一種是只依靠摩擦阻力傳遞力，并以產(chǎn)生滑移時(shí)的剪力作為極限承載力，即摩擦型連接方式。為提高摩擦系數(shù)，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接面不可涂普通油漆，一般要進(jìn)行特殊工藝處理，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的抗滑移系數(shù)，制作過程和安裝前要做抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。另一種連接方式允許接觸面產(chǎn)生滑移，設(shè)計(jì)時(shí)既考慮連接板之間接觸面的摩擦力，又考慮螺栓的抗剪力和螺栓孔承壓。即產(chǎn)生滑移后，以栓桿被剪斷或連接板螺栓孔被壓潰作為極限承載力，以此作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的承壓型連接方式。因?yàn)樵试S產(chǎn)生滑移，鋼結(jié)構(gòu)連接面不需做特殊工藝處理，可在工廠涂裝普通油漆，安裝前不需要做抗滑移系數(shù)試驗(yàn)。

以上兩種節(jié)點(diǎn)型式節(jié)點(diǎn)的極限承載能力狀態(tài)不同，由設(shè)計(jì)者根據(jù)規(guī)范和需要進(jìn)行選擇。節(jié)點(diǎn)形式的選擇和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)高強(qiáng)螺栓選型、制造、質(zhì)量控制、試驗(yàn)和施工不造成影響。

3.2 不同標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓應(yīng)用注意事項(xiàng)

在中國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)工程主要應(yīng)用中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)際工程項(xiàng)目中，用到的高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品主要有歐標(biāo)EN標(biāo)準(zhǔn)和美標(biāo)ASTM標(biāo)準(zhǔn)。表1列出了這3種標(biāo)準(zhǔn)體系下高強(qiáng)度螺栓副中的螺栓、螺母、墊圈產(chǎn)品遵循的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)及施工規(guī)范。

3.2.1 中歐美標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力規(guī)定

同一規(guī)格的中歐美標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓，預(yù)緊力規(guī)定是不同的。見表2 中歐美標(biāo)高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力值。中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力值比美國(guó)規(guī)范規(guī)定的值平均小約15%，比歐盟規(guī)范規(guī)定的值平均小約10%左右[1]。也就是說中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)單個(gè)高強(qiáng)度螺栓承載力設(shè)計(jì)值考慮相對(duì)保守，同樣的節(jié)點(diǎn)工作條件下，高強(qiáng)度螺栓需要的數(shù)量會(huì)更多一些。使用不同標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品時(shí)，需要特別注意預(yù)緊力規(guī)定的差異。

表1 中歐美標(biāo)高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及施工規(guī)范

對(duì)于高強(qiáng)度螺栓生產(chǎn)企業(yè)來說，面對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓，特別是扭剪型高強(qiáng)度螺栓，螺栓的材料性能，以及梅花卡頭與螺栓本體處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸必須能夠滿足不同標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)緊力要求。以避免未達(dá)到預(yù)緊力時(shí)，梅花卡頭已被切斷，或者梅花卡頭未被切斷前，螺栓其余部位已被切斷。

3.2.2 不同標(biāo)準(zhǔn)體系下的扭剪型高強(qiáng)度螺栓施工方法

對(duì)于扭剪型螺栓，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、歐標(biāo)和美標(biāo)施工方法要求基本相同，使用專用的扭剪型扳手進(jìn)行初擰和終擰，梅花卡頭被切斷視為終擰完成。施工前都要求做預(yù)緊力的測(cè)試，以保證梅花卡頭切斷時(shí)螺栓達(dá)到的預(yù)緊力值能滿足規(guī)范的要求，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中還強(qiáng)制性要求扭剪型螺栓出廠前必須提供預(yù)緊力測(cè)試的試驗(yàn)報(bào)告，并要求螺栓、螺母和墊圈成套供貨。

表2 中歐美標(biāo)高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力值對(duì)比

3.2.3 不同標(biāo)準(zhǔn)體系下的大六角高強(qiáng)度螺栓施工方法

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)下的螺栓產(chǎn)品規(guī)范和施工規(guī)范中，對(duì)于大六角高強(qiáng)度螺栓，只給出了扭矩法的施工方法。雖然在GB50205附錄B檢驗(yàn)方法中說明了轉(zhuǎn)角法的檢驗(yàn)方法，但未在規(guī)范正文中展開說明。實(shí)踐中，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的大六角高強(qiáng)度螺栓主要采用扭矩法施工。GB50205中強(qiáng)制性要求大六角高強(qiáng)度螺栓出廠前需提供扭矩系數(shù)的試驗(yàn)報(bào)告，GB/T1231中給出了扭矩系數(shù)的范圍和偏差控制要求，給出了表面處理及潤(rùn)滑的要求，以保證防銹功能和扭矩系數(shù)，并且要求連接副按照保證扭矩系數(shù)的方式成套供貨[2,3,4]。

歐標(biāo)對(duì)于大六角高強(qiáng)度螺栓主要給出了兩種施工方法，分別是扭矩法和組合法[5]。其中扭矩法要求基本和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相同，扭矩系數(shù)(k2值)需要通過試驗(yàn)測(cè)定。組合法分為兩步，第一步初擰，是按照一個(gè)確定的扭矩系數(shù)(k1值)進(jìn)行，第二步按照規(guī)定的角度擰緊螺母，因此不需要試驗(yàn)測(cè)定的扭矩系數(shù)。歐標(biāo)中給出了扭矩系數(shù)的測(cè)定方法，給出了扭矩系數(shù)的范圍和偏差控制要求，但沒有強(qiáng)制性要求出廠前必須提供扭矩系數(shù)。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于大六角高強(qiáng)度螺栓主要給出了兩種施工方法，分別是標(biāo)定力矩扳手施工法(Calibrated Wrench Pretensioning)，即扭矩法，另外就是轉(zhuǎn)角法(Turn-of-Nut Pretensioning)[6]。對(duì)于扭矩法，要求在施工現(xiàn)場(chǎng)每天做驗(yàn)證試驗(yàn)，達(dá)到螺栓預(yù)緊力值時(shí)，測(cè)定的扭矩值被用于指導(dǎo)當(dāng)天的施工。另一種方法是轉(zhuǎn)角法，首先通過手動(dòng)扳手或電動(dòng)扳手?jǐn)Q緊螺母，使連接件緊密貼合，達(dá)到不通過工具無法擰松螺母的狀態(tài)，從而完成初擰；然后擰緊螺母達(dá)到規(guī)定的角度。

4 應(yīng)用案例

4.1 工程介紹與高強(qiáng)度螺栓選型施工

在兩個(gè)同類工藝的國(guó)際工程中，工程中均包含一座約130米以上高度的工藝鋼結(jié)構(gòu)塔，鋼結(jié)構(gòu)總重約7700噸，共使用約30萬套高強(qiáng)度螺栓，主要為M20、M24和M30規(guī)格，性能等級(jí)為10.9級(jí)。

兩個(gè)工程選用了兩種不同類型的高強(qiáng)度螺栓，分別是歐標(biāo)EN14399-10標(biāo)準(zhǔn)的扭剪型高強(qiáng)度螺栓和美標(biāo)ASTM 490M標(biāo)準(zhǔn)的大六角高強(qiáng)度螺栓。

工程A中的扭剪型高強(qiáng)度螺栓表面磷化發(fā)黑處理，采用了扭剪型施工方法，用初擰扳手進(jìn)行初擰，用終擰扭剪型扳手進(jìn)行終擰。特別需要注意的是EN標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力值大于GB標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)緊力值，因此螺栓材料性能的要求、梅花頭加工尺寸都和中國(guó)GB標(biāo)準(zhǔn)不同。

工程B中的大六角高強(qiáng)度螺栓表面達(dá)克羅處理，采用了轉(zhuǎn)角法(Turn-of-Nut Pretensioning)施工。按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)，也可以采用扭矩法，但是ASTM標(biāo)準(zhǔn)中沒有強(qiáng)制性要求制造廠出廠時(shí)測(cè)定扭矩系數(shù)，也沒有要求螺栓副表面進(jìn)行潤(rùn)滑處理，螺栓、螺母和墊圈配套供貨。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的扭矩系數(shù)不穩(wěn)定，扭矩系數(shù)離散度約0.0189，偏差值超過了0.01的允許值。因此轉(zhuǎn)角法施工是該工程的設(shè)計(jì)選定方案。

4.2 美標(biāo)大六角高強(qiáng)度螺栓轉(zhuǎn)角法施工實(shí)踐

通過手動(dòng)或電動(dòng)扳手?jǐn)Q緊螺母，達(dá)到規(guī)范要求的緊密貼緊(Snug tightened)狀態(tài)，即達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)件的連接件已緊密貼合，不通過扳手無法松動(dòng)螺母的狀態(tài)。然后再使用電動(dòng)扳手終擰，使螺母達(dá)到要求的角度。終擰前，需在螺栓頭部和螺母上標(biāo)記終擰起始線，終擰后，需檢查轉(zhuǎn)動(dòng)后的螺母終止線與螺栓頭部的起始線角度是否滿足表3的要求。

表3 美標(biāo)轉(zhuǎn)角法終擰角度表[5]

當(dāng)螺栓長(zhǎng)度與直徑的比率大于12倍時(shí)，需通過預(yù)緊力測(cè)定試驗(yàn)確定終擰角度。

轉(zhuǎn)角法實(shí)施過程中，重點(diǎn)是在初擰完畢后，在螺栓頭部和螺母上畫出終擰起始線，如圖1所示，終擰完畢后，檢查螺母上的標(biāo)記與螺栓頭部標(biāo)記的角度，角度滿足表3中的要求，視為終擰合格。

在扭矩系數(shù)不穩(wěn)定的情況下，轉(zhuǎn)角法是高強(qiáng)度螺栓緊固更直接的一種方式。高強(qiáng)度螺栓緊固目的是使螺栓副產(chǎn)生預(yù)緊力，而預(yù)緊力的產(chǎn)生是通過螺母相對(duì)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使螺桿產(chǎn)生一定的彈性伸長(zhǎng)而來，所以轉(zhuǎn)角法控制螺母轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，是相比控制扭矩更直接的一種方式。事實(shí)上，施加扭矩在螺母上，也是通過客服螺母與螺栓之間的運(yùn)動(dòng)副的阻力，從而控制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使螺桿產(chǎn)生一定的彈性伸長(zhǎng)，從而產(chǎn)生預(yù)緊力。

圖1 美標(biāo)轉(zhuǎn)角法標(biāo)記示例

美國(guó)RCSC (Research Council on Structural Connections)認(rèn)為對(duì)于大六角高強(qiáng)度螺栓，轉(zhuǎn)角法是更直接和更可靠的施工方法，這從Specification for Structural Joints Using High-Strength Bolts版本變化中可以看出。1954年版本中把扭矩法取消，當(dāng)時(shí)認(rèn)為該方法為所有安裝方法中可信度最低且最有爭(zhēng)議的方法，1980年版本又恢復(fù)了該方法的使用，但增加了更多的控制措施，要求每天標(biāo)定扭矩扳手，現(xiàn)場(chǎng)保管應(yīng)防塵防潮，充分潤(rùn)滑螺栓螺母等[6]。

轉(zhuǎn)角法的缺點(diǎn)是，初擰時(shí)達(dá)到的緊密貼合(snug tightened)狀態(tài)無法精確測(cè)量，受施工和檢驗(yàn)人員個(gè)體不同影響較大，特別是是容易出現(xiàn)部分螺栓初擰程度不夠，按照統(tǒng)一的角度終擰后，螺栓實(shí)際未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的預(yù)緊力值，造成螺栓“欠擰”。有的廠家為此提供了專用于轉(zhuǎn)角法施工的電動(dòng)扳手，其原理是在終擰轉(zhuǎn)角操作前，電動(dòng)轉(zhuǎn)角扳手先對(duì)已初擰的螺栓再施加一個(gè)較小的扭矩，因?yàn)榕ぞ刂递^小，即使扭矩系數(shù)離散度大，也不會(huì)對(duì)螺栓預(yù)緊力值造成多大的影響(所產(chǎn)生的預(yù)緊力只相當(dāng)于設(shè)計(jì)值的10%)，但是可以確保達(dá)到緊密貼合(Snug Tightened)狀態(tài)，以避免出現(xiàn)初擰未擰緊的現(xiàn)象。同時(shí)，保證終擰前的初始狀態(tài)一致，然后再按照統(tǒng)一的角度轉(zhuǎn)角。但此種扳手應(yīng)用非常少，需要定制，并且由于使用不普遍，使用前需要和檢驗(yàn)單位做好溝通。

5 建議

通過對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓的對(duì)比和應(yīng)用分析，及基于工程實(shí)踐的項(xiàng)目案例，給出國(guó)際工程公司視角的應(yīng)用建議。

5.1 設(shè)計(jì)選型和供貨建議

對(duì)于由工程公司負(fù)責(zé)EPC總承包的國(guó)際工程，一般可優(yōu)先選用國(guó)標(biāo)扭剪型高強(qiáng)度螺栓，表面處理優(yōu)先采用磷化發(fā)黑處理。采用國(guó)標(biāo)可以更好發(fā)揮國(guó)內(nèi)制造優(yōu)勢(shì)，扭剪型螺栓施工和檢驗(yàn)方便，磷化發(fā)黑處理工藝成熟穩(wěn)定性好。

高強(qiáng)度螺栓生產(chǎn)廠家多，各廠家規(guī)模、生產(chǎn)工藝和質(zhì)量保證的有所不同。采購(gòu)時(shí)應(yīng)結(jié)合供應(yīng)商生產(chǎn)規(guī)模與裝備、質(zhì)量保證體系和質(zhì)量控制、檢測(cè)設(shè)備及是否有效實(shí)施ISO9001質(zhì)量管理體系運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)選。設(shè)計(jì)和訂貨根據(jù)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、歐標(biāo)、美標(biāo)等不同標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，對(duì)預(yù)緊力值、表面處理、交貨時(shí)潤(rùn)滑狀態(tài)提出明確要求，以保證達(dá)到預(yù)緊力設(shè)計(jì)值。

生產(chǎn)過程進(jìn)行有效監(jiān)造并組織抽樣試驗(yàn)，有效進(jìn)行質(zhì)量控制。對(duì)待發(fā)運(yùn)的貨物進(jìn)行外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量的檢查，確保質(zhì)量。

5.2 入場(chǎng)檢驗(yàn)建議

對(duì)于工程公司負(fù)責(zé)施工的國(guó)際工程，應(yīng)尤其關(guān)注高強(qiáng)度螺栓的入場(chǎng)檢驗(yàn)工作。

用宏觀手段對(duì)連接副進(jìn)行檢查，并審核產(chǎn)品的質(zhì)量證明文件，檢驗(yàn)報(bào)告等內(nèi)容要與采購(gòu)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)相符。檢查連接副的類型、規(guī)格、等級(jí)、數(shù)量是否符合設(shè)計(jì)及合同清單的要求。觀察表面是否存在彎曲和裂紋，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)螺栓有淬火裂紋的，必須堅(jiān)決退貨。尺寸檢查，檢查頭、桿連接處的倒角r是否符合標(biāo)準(zhǔn)，并檢查螺栓及螺母的螺紋，使螺紋的配合符合精度要求。對(duì)于扭剪型螺栓，要特別注意檢查梅花頭與螺紋之間的過渡段的尺寸。對(duì)于扭剪型螺栓，即使產(chǎn)品是遵循美標(biāo)，也盡可能要求供貨單位提供螺栓預(yù)緊力測(cè)試報(bào)告，并要求螺栓副成套供貨。對(duì)于大六角螺栓，如確定按照扭矩法施工，要求制作廠家提供扭矩系數(shù)測(cè)試報(bào)告，并要求螺栓副成套供貨，以便將現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)結(jié)果與之比對(duì)。對(duì)于用于摩擦型連接節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)度螺栓，要求螺栓供貨廠家提供滑移系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)報(bào)告。

5.3 施工及質(zhì)量保證控制

施工須根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)體系和設(shè)計(jì)要求做好施工工具、施工方案、QA/QC和人員培訓(xùn)的準(zhǔn)備工作。包括扭剪法、扭矩法、歐標(biāo)組合法、美標(biāo)轉(zhuǎn)角法等施工方法均在相關(guān)國(guó)標(biāo)、歐標(biāo)和美標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就施工和檢驗(yàn)要求作出了明確的規(guī)定，可執(zhí)行性均比較強(qiáng)，必須在施工和檢驗(yàn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行。一些共性的原則如下：

(1)高強(qiáng)度螺栓開始施工前必須做現(xiàn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)，摩擦型節(jié)點(diǎn)需做滑移系數(shù)試驗(yàn)，大六角螺栓需做扭矩系數(shù)測(cè)定復(fù)驗(yàn)或轉(zhuǎn)角試驗(yàn)，以檢查達(dá)到設(shè)計(jì)要求的預(yù)緊力需要的扭矩和轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；扭剪型螺栓需做預(yù)緊力測(cè)定試驗(yàn)。

(2)扭矩扳手需按照國(guó)標(biāo)、歐標(biāo)和美標(biāo)的不同要求，定期對(duì)扭矩扳手進(jìn)行標(biāo)定校驗(yàn)。

(3)每個(gè)節(jié)點(diǎn)中的螺栓施工順序，應(yīng)遵從先中間后兩邊，對(duì)稱施擰的步驟進(jìn)行，如圖2所示，螺栓擰緊后要做復(fù)擰，通過目測(cè)和敲擊檢查以避免松動(dòng)的螺栓.

(4)高強(qiáng)度螺栓的終擰檢查，及時(shí)進(jìn)行，一般在終擰后1小時(shí)到48小時(shí)之間進(jìn)行。

圖2 高強(qiáng)度螺栓擰緊順序

(5)高強(qiáng)度螺栓緊固，要安排專人旁站，監(jiān)督檢查；要對(duì)高強(qiáng)度螺栓緊固的初擰和終擰狀態(tài)做好記錄。

6 結(jié)語(yǔ)

高強(qiáng)度螺栓是鋼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，了解和掌握不同類型和不同標(biāo)準(zhǔn)的高強(qiáng)度螺栓特性，有助于提高鋼結(jié)構(gòu)工程水平。螺栓是否在連接中產(chǎn)生了預(yù)緊力是區(qū)分高強(qiáng)度螺栓與普通螺栓的主要區(qū)別，預(yù)緊力值及其如何在施工過程中得到保證，是高強(qiáng)度螺栓應(yīng)用中的核心控制要點(diǎn)。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、歐標(biāo)、美標(biāo)高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊力值及施工方法規(guī)定有一定的區(qū)別，應(yīng)該根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系的要求，選擇對(duì)應(yīng)的施工方法，嚴(yán)格按照施工方法的步驟和控制要點(diǎn)實(shí)施。希望這一高強(qiáng)度螺栓的應(yīng)用分析及建議能夠?qū)ο嚓P(guān)工程實(shí)踐者有一些參考作用。