浅谈高强螺栓在钢结构中的应用
摘 要：由于钢结构建筑的兴起与发展，钢结构建筑已经成为比较常见的形式，作为钢结构中的关键联接件——高强螺栓，其施工安装技术占有重要的位置，在具体工程中深入探讨高强螺栓的施工与质量控制措施很有意义。文章结合实例深入研究了高强螺栓联接施工技术，为类似工程提供施工技术参考。
关键词：钢结构；高强度螺栓；成品保护
引言
钢结构是现代建筑中是不可或缺的部分，建筑的多样化要求在钢结构的连接上有牢固可靠的技术，其中普通螺栓施工和高强螺栓施工作为钢结构联接的重要方式，因其效率高、性能好、安全可靠的优点，在建筑中得到了广泛的应用，效果良好。随着社会对建筑技术要求的不断提高和技术的日新月异，钢结构中的螺栓联接施工技术也愈发完善。
1 工程概况
本工程是某核电站主要钢结构施工项目，施工项目包括废物辅助厂房的钢架、吊车轨道梁、燃料厂房屋盖钢梁、连接塔。其中燃料厂房含有两种吊车梁：
（1）50kN吊车梁为工字型，最大截面550mm×500mm，上、下翼缘板δ=25mm，腹板δ=25mm厚，单根长L=4900mm，均在车间预制，现场安装。
（2）1300kN吊车梁为工字型，有两种规格，分别为：一种为上、下边缘板δ=32mm厚，腹板δ=25mm和δ=32mm，最大截面9mm×600mm，每个机组四根；另一种为上、下翼缘板δ=25mm厚，腹板δ=25mm、最大截面600mm×500mm，每个机组四根。
废物辅助厂房为门式钢结构，连接塔为多层框架钢结构，主体结构包括实腹式钢柱、屋面钢梁、柱间支撑、水平支撑、连系梁、檩条等。屋面均铺设夹心彩色钢板，其中柱间支撑、水平支撑、连系梁、檩条等的施工属次要钢结构，不在本文中描述其施工方法。钢结构母材材质采用国标Q235、16Mn或按法国标准的E.24、E.28和E.36的钢材，梁与柱、梁与梁的联接采用8.8（10.9）级大六角头高强度螺栓，其他螺栓采用C级粗制螺栓。文章将详细分析其中的高强度螺栓施工工程。
2 高强度螺栓的施工
2.1 高强螺栓的储运和保管
（1）为了防止高强度螺栓的螺母、螺栓、垫圈组成的联接副的扭矩系数发
生改变，要注意其运输与保管过程的质量控制，其包装、输送和保管过程中要保持它的工厂状态，一直到施工安装之前才能开箱检验使用。
（2）高强度螺栓联接副，由制造厂按批配套制作供货、出厂合格证、高强度螺栓联接副的型式、尺寸及技术条件，均应符合国家标准GB1228～1231和GB3632～3633的规定。
（3）高强度螺栓联接副按包装箱注明的规格、批号、编号，供货时期进行清理，分类保管，存放在室内仓库中、堆积不要高于3层以上，室内防潮，长期保持干燥、防止生锈和被脏物沾污、防止扭矩系数发生变化。其底层应距地面高度≥300mm以上。
（4）工地安装时，应按照当天需要高强度螺栓的数量发放。剩余的要妥善保管。不得乱扔、乱放，损伤螺纹，被脏物沾污。
（5）经长期存放的高强度螺栓联接副，使用前应再次作全面的质量检验，开箱后发生有异常现象时也应进行检验，检验标准按国标GB1228～1231和GB3632～3633的有关规定进行。经鉴定合格后再进行使用。
2.2 制孔偏差
高强度螺栓的制孔应符合规范规定。加工后的构件在高强度螺栓联接孔处的钢板表面应平整，无焊后飞溅，无毛刺，清洁无油，制孔螺栓孔的偏差一般应符合表1和表2的规定。
2.3 高强度螺栓长度的确定
紧固螺栓长度的选择对螺栓的紧固轴力有较大的影响，使用的螺栓长度比标准螺栓长度长或短的螺栓，均会使紧固轴力降低。因此，要正确选择螺栓的长度。大六角高强度螺栓的螺栓长度选择按表3选择。
2.4 高强度螺栓的施工质量控制措施
（1）高强度螺栓首先要对其结构架设进行调整，调整完毕之后，需要对结合件采取矫正措施，以避免结合件发生变形、偏差位移或孔位错移等现象。高强螺栓的安装必须要在板束结合摩擦面完全紧贴之后方可进行。
（2）确保板束结合良好和摩擦面的紧贴对施工质量的控制十分关键。首先需要用临时的一般性的螺栓和手动扳手将其拧紧，直到拧不动为止。通过计算可以得出每个节点需要穿进临时螺栓的数量，正常情况下，不可低于高强螺栓总数量的1/3，至少也要穿入2个临时螺栓。采用冲打方式穿入的螺栓数量不得高于
临时螺栓总数的3%，不可使用高强螺栓兼临时螺栓，否则会发生螺纹损伤，因其扭矩系数变化等后患。
（3）在安装高强螺栓时，穿入的方向应一致。
（4）将高强螺栓拧紧加固的过程，分为初次拧固、最终拧固两个阶段。遇到大型节点的情况时，则分为初次拧固、重复拧固、最终拧固三个阶段。
（5）拧紧高强螺栓的工具采用扭矩扳手，先用扭矩扳手初拧（初拧值为终拧值的一半），再用扭矩扳手终拧。拧紧高强螺栓的顺序是从接缝中往两边逐个拧紧。为防止漏拧，拧紧的高强螺栓要用颜色漆做好明显的标记。
（6）高强节点处构件的摩擦面，采用喷砂方法（或非常彻底地手工和动力工具除锈Sa3级）处理。摩擦面喷砂后，让其自然生浮锈，在现场安装时清除。
2.5 高强度螺栓的保养和护理措施
高强度螺栓如果是用于防锈、防腐蚀的车间，需要采用在联接板、螺头、螺母、垫圈周围涂上C2H2CL2防腐腻子和速干红丹漆来实现密封，面层防腐处理以及防锈处理的方法与该车间钢结构的处理方法类同。油漆严禁渗透进联接板摩擦面的，按照相关施工规范的要求，已经过处理的联接板和联接摩擦面不可被油漆、油污污染；当给钢结构涂漆时，应当避免摩擦面由于失误沾染上油漆、油污；高强度螺栓以及联接部位在油漆之前，需要对其螺栓、螺母、垫圈周围刷上腻子、速干漆或浓稠度较高的铅油来对其进行密封，不可使用很稀的油漆，否则油漆会渗入螺栓的四口、垫圈以及联接摩擦面，减小摩擦系数，甚至使摩擦失效，使螺栓预紧力变得松弛，最终是联接强度大打折扣。
施工中需要对高强螺栓联接副进行妥善管理，将其置于同一个包装箱中以便配套使用，切忌混乱地使用和放置。在整个过程中，不得将联接副重新乱丢、乱放，以免对螺纹造成损伤或使螺纹被污泥、油污等污染，更要避免淋雨受潮，放置生锈。
高强螺栓在安装的过程中，应当始终保持其构件摩擦面的干燥，严谨在雨中进行安装。
3 施工质量的检查
（1）高强度螺栓的施工质量检查应组织专门的试验检测小组进行。
（2）初拧检查用重约0.3kg的小锤逐个敲击每一个螺母，同时用手指按住螺母的对边一侧，如手指感觉螺母振动过大或松动，说明该螺栓欠拧或漏拧，需重新补拧。
（3）终拧检查用经过标定的扭矩检查扳手进行，其精度误差须小于扳手使
用扭矩值的3%。
（4）采用扭矩检查扳手检查前，先目测检查初拧完成时的划线错位情况，确定终拧时有无漏拧以及垫圈或螺栓是否转动。
（5）终拧扭矩检查采用紧扣法进行，即对已终拧的高强螺栓用指针式表盘检查扳手沿拧紧方向拧紧螺母，检查人员均匀加力于扳手手柄，使扭矩示值匀速增加，指针平稳转动。当指针停顿时，说明该扭矩值已经使螺母发生微小转动，则该值即为该螺栓的终拧检查扭矩值。
（6）现场检查扭矩值应在（0.9～1.1）Tch内，其中紧扣检查扭矩Tch为高强度螺栓的检查扭矩，由试验确定。如超出范围则该螺栓的终拧检查扭矩值为不合格。
4 结语
文章结合某核电站主要钢结构施工项目，以高强螺栓的施工为重点，详细分析了其储运和保管、制孔偏差、高强度螺栓长度的确定、施工质量控制以及保护措施等内容，文章对此施工技术的研究论述，为今后此类钢结构的施工提供了成功的案例借鉴，也为钢结构高强螺栓施工技术的发展与成熟积累了经验。
参考文献
[1] 夏志斌，姚谏.钢结构——原理与设计[Z].
[2] 梁金昆.钢结构札记——关于设计的三篇短文[A].中国钢结构技术应用论文集[C].2003.
[3] 汪一骏，顾泰昌.钢结构设计手册[Z].
[4] GB /T 1228-91，钢结构用高强度大六角头螺栓[S].
[5] DB32 /T 947-2006，公路桥钢箱梁制造规范[S].
[6] GY502-1996，扭剪型高强螺栓连接工艺标准[S].
[7] GB /T 1231-2006，钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件[S].
