钢结构工程高强螺栓连接质量检验

侯美林

(山西智达建筑检测有限公司，山西 太原 030013)

近年来，因为高强螺栓具有施工简便、耐疲劳、受力性能好、连接刚度高、抗震性能好等优点，被广泛应用在建筑钢结构的连接中。

1 高强螺栓连接形式

摩擦型连接是目前广泛采用的基本连接形式。

2 高强度螺栓种类

高强度螺栓从外形上可以分为大六角头和扭剪型两种。目前我国使用的大六角头高强度螺栓有8.8和10.9两个等级，而扭剪型高强度螺栓只有10.9级一个等级。

3 高强螺栓连接副和摩擦面抗滑移系数检验

高强螺栓连接副应按GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范附录B的规定检验高强大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副的扭矩系数和预拉力，以上检验均应在施工现场见证随机抽样;对高强度螺栓连接摩擦面的抗滑系数应进行复检，使其符合设计要求。

3.1 扭剪型高强螺栓的预拉力复检

试验用的扭剪型高强螺栓连接副应从施工现场待安装的螺栓批中随机抽取8套进行复检。其检验结果符合表1规定。

表1 扭剪型高强螺栓紧固预拉力和标准偏差 kN

3.2 高强大六角头螺栓连接副扭矩系数复检

螺栓在储存和使用过程中扭矩系数易发生变化，所以在工地安装前一般都要进行扭矩系数复检，复检合格后根据复验结果确定施工扭矩。扭矩系数试验用螺栓、螺母、垫圈试样，应从待安装的螺栓批中随机抽取，每批应抽8套连接副进行复检，其检验结果应符合标准要求。

4 高强螺栓连接副进场验收检验批划分

按高强螺栓连接副生产出厂检验批批号，宜以不超过2批为1个进场验收检验批，且不超过6 000套。同一材料(性能等级)炉号、规格、长度(当螺栓长度≤100 mm时，长度相差≤15 mm;当螺栓长度＞100 mm时，长度相差≤20 mm，可视为同一长度)、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓、螺母、垫圈为同批，分别由同批螺栓、螺母及垫圈组成的连接副为同批连接副。

5 高强螺栓连接面抗滑移系数检验批的划分及试件的制作

制造厂和安装单位应对高强螺栓连接面进行抗滑移系数检验，检验时以钢结构制造批为单位进行，制造批按分部(子分部)划分规定的工程量每2 000 t为一批，不足2 000 t视为一批。对摩擦面选用的各种处理工艺都要分别进行检验。

试件制作材质应与所代表的钢结构构件的材质相同，并且制作时要同一批次制作，摩擦面处理工艺也要一致，高强螺栓连接副连接也要选用同批相同性能等级的。

6 高强螺栓的进场检验

高强螺栓连接副应按批配套进场，并附有出厂质量保证书。高强螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力(预拉力)的检验报告。高强螺栓连接副在运输、保管过程中应轻装、轻卸，防止损失螺纹。高强螺栓连接副应按包装箱上注明的批号、规格分类保管，室内存放，应有防止生锈、潮湿及沾染脏物等措施，并在安装前严禁随意开箱。

7 高强螺栓连接构件的制孔检验

1)钻孔后的钢板检验时应注意其表面是否平整、孔边是否有飞边和毛刺，连接板表面应保持干净，没有油污、焊接飞溅物等。按钢构件数量抽查10%，且不少于3件。用游标卡尺或孔径量规检查，高强螺栓连接构件的制孔允许偏差应符合表2。

表2 高强螺栓连接构件制孔允许偏差 mm

2)高强螺栓连接构件的栓孔孔距检查用钢尺检查，允许偏差应符合表3。

表3 高强螺栓连接构件的栓孔孔距允许偏差 mm

3)采用标准圆孔连接处板迭上所有螺栓孔，均应采用量规检查，其通过率符合下列规定:用比孔的公称直径小1.0 mm的量规检查，每组至少应通过85%，用比螺栓公称直径大0.2 mm～0.3 mm的量规检查，应全部通过。按此条检查时，凡不能通过的孔，经设计单位同意后，方可扩钻或补焊后重新钻孔，钻孔孔距不应超过1.2倍螺栓直径，修孔数量不得超过该组螺栓数量的25%，处理后的孔应作出记录。

8 高强螺栓的连接检验

1)高强螺栓连接处的钢板表面处理方法及除锈等级应符合设计要求，连接处钢板表面应平整、无焊接飞溅、无毛刺、无油污。经处理后摩擦型高强螺栓连接的摩擦面抗滑移系数应符合设计要求，为防止处理的摩擦面沾染脏物，对其应采取有效措施进行保护，并不得在上面做任何标记。2)高强螺栓安装过程中不得使用螺纹损伤及沾染脏物的高强螺栓连接副，不得用高强螺栓兼作临时螺栓。3)高强螺栓连接处摩擦面如采用喷砂(丸)处理方法生赤锈，安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。

9 高强螺栓终拧扭矩的检查

1)首先观察螺栓终拧后外露丝扣，一般要求为2扣～3扣，10%的可允许外露1扣或4扣。

2)设计要求顶紧的节点，接触面不应少于70%紧贴，边缘缝隙不得大于0.8 mm。

3)终拧扭矩抽样数量应占节点总数的10%，且不应少于10个节点，每个被抽查节点也按10%的螺栓数抽查，抽查数不应该少于2个。

4)在检查前应了解工程使用的高强型号、规格、扭矩施加方式。对高强螺栓终拧扭矩的施工质量检测，应在终拧1 h之后，48 h之内完成。

5)扭矩扳手示值相对误差的绝对值不得大于测试扭矩值的3%，扭矩扳手应具有峰值保持功能，扭矩扳手的最大量程应根据高强螺栓的型号、规格、扭矩施加方式进行选择，工作值宜在被选用扳手量程值20%～80%范围内。长期不使用的扭矩扳手，在使用前先预加载3次，使内部工作机构被润滑油均匀润滑。

6)高强螺栓终拧扭矩检测前，应清除螺栓及周边涂层，螺栓表面有锈蚀时，应进行除锈处理。

7)扭矩法施工终拧扭矩检测:对大六角头高强度螺栓连接副来说，当扭矩系数K确定之后，根据设计确定的螺栓预拉力P，可以根据以下公式计算螺栓应施加的扭矩值M，根据计算结果，使用扭矩扳手按施工扭矩值进行终拧。以下是扭矩值M与轴力P之间对应关系:

其中，D为螺栓公称直径，mm;P为螺栓轴力，kN;M为施加于螺母上的扭矩值，kN·m;K为扭矩系数。

终拧扭矩检查前，先进行外观检查或小锤敲击检查，要求螺母或螺栓头不偏移、不松动为合格。如有松动，应直接判定其终拧扭矩不合格。如无松动在螺尾端头和螺母相对位置画线，将螺母拧松60°，再用扭矩扳手重新拧紧60°～62°，此时的扭矩值作为高强螺栓终拧扭矩的实测值。施加的作用力应位于扭矩扳手手柄尾端，用力应均匀、缓慢。除有专用配套的加长柄或套管外，不得在尾部加长柄或套管的情况下，测定高强螺栓终拧扭矩，高强螺栓终拧扭矩的实测值宜在0.9Tc～1.1Tc范围内(Tc为终拧扭矩值)。

8)转角法施工终拧扭矩的检测:螺栓在初拧以后，螺母的旋转角度与螺栓轴向力，在螺栓受拉处于弹性范围内时，呈线性关系。因此在确定了螺栓的施工预拉力后，就很容易得到螺母的旋转角度，施工操作人员按照此旋转角度紧固施工，就可以满足设计上对螺栓预拉力的要求。转角法施工也分初拧和终拧两步进行，初拧以使连接板缝紧贴为准，然后在初拧的基础上进行终拧，当螺栓扭矩值轴向力达到施工预拉力，螺母拧转一定的角度。

初拧好后，用小锤逐个检查，防止螺栓漏拧。初拧后对螺栓逐个进行划线。最后用量角器检查螺栓与螺母上划线的相对转角，对终拧后的螺栓逐个检查螺母旋转角度是否符合要求，并对终拧完的螺栓用不同颜色笔作出明显的标记，以防漏拧和重拧，并供质检人员检查。

9)扭剪型高强螺栓连接副终拧检查，以目测尾部梅花头拧掉为合格，拧掉数量应占该螺栓节点的95%以上，并对所有拧掉梅花头的螺栓做好标记。

10)如发现有不符合以上规定的，应扩大一倍检查，如仍然不符合，则整个节点的高强螺栓应重新施拧。

10 高强螺栓连接分项工程验收资料

1)检验批质量验收记录;2)高强大六角头螺栓连接副或扭剪型高强螺栓连接副见证复检报告;3)高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数见证试验报告;4)初拧扭矩、终拧扭矩、扭矩扳手检查记录和施工记录;5)高强螺栓连接副质量合格证明文件;6)不合格质量的处理记录。

[1] 编委会.最新钢结构设计制作技术要点与产品质量检验标准实用手册[M].北京:中国知识出版社，2007.

[2] 张茂鹏.钢梁高强螺栓安装施工技术[J].山西建筑，2011，37(13):109-110.