鋼結(jié)構(gòu)工程高強(qiáng)螺栓連接質(zhì)量檢驗(yàn)

侯美林

(山西智達(dá)建筑檢測(cè)有限公司，山西 太原 030013)

近年來(lái)，因?yàn)楦邚?qiáng)螺栓具有施工簡(jiǎn)便、耐疲勞、受力性能好、連接剛度高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在建筑鋼結(jié)構(gòu)的連接中。

1 高強(qiáng)螺栓連接形式

摩擦型連接是目前廣泛采用的基本連接形式。

2 高強(qiáng)度螺栓種類

高強(qiáng)度螺栓從外形上可以分為大六角頭和扭剪型兩種。目前我國(guó)使用的大六角頭高強(qiáng)度螺栓有8.8和10.9兩個(gè)等級(jí)，而扭剪型高強(qiáng)度螺栓只有10.9級(jí)一個(gè)等級(jí)。

3 高強(qiáng)螺栓連接副和摩擦面抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)

高強(qiáng)螺栓連接副應(yīng)按GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范附錄B的規(guī)定檢驗(yàn)高強(qiáng)大六角頭螺栓連接副、扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)和預(yù)拉力，以上檢驗(yàn)均應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)見證隨機(jī)抽樣;對(duì)高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面的抗滑系數(shù)應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，使其符合設(shè)計(jì)要求。

3.1 扭剪型高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力復(fù)檢

試驗(yàn)用的扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副應(yīng)從施工現(xiàn)場(chǎng)待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取8套進(jìn)行復(fù)檢。其檢驗(yàn)結(jié)果符合表1規(guī)定。

表1 扭剪型高強(qiáng)螺栓緊固預(yù)拉力和標(biāo)準(zhǔn)偏差 kN

3.2 高強(qiáng)大六角頭螺栓連接副扭矩系數(shù)復(fù)檢

螺栓在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中扭矩系數(shù)易發(fā)生變化，所以在工地安裝前一般都要進(jìn)行扭矩系數(shù)復(fù)檢，復(fù)檢合格后根據(jù)復(fù)驗(yàn)結(jié)果確定施工扭矩。扭矩系數(shù)試驗(yàn)用螺栓、螺母、墊圈試樣，應(yīng)從待安裝的螺栓批中隨機(jī)抽取，每批應(yīng)抽8套連接副進(jìn)行復(fù)檢，其檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 高強(qiáng)螺栓連接副進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收檢驗(yàn)批劃分

按高強(qiáng)螺栓連接副生產(chǎn)出廠檢驗(yàn)批批號(hào)，宜以不超過(guò)2批為1個(gè)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收檢驗(yàn)批，且不超過(guò)6 000套。同一材料(性能等級(jí))爐號(hào)、規(guī)格、長(zhǎng)度(當(dāng)螺栓長(zhǎng)度≤100 mm時(shí)，長(zhǎng)度相差≤15 mm;當(dāng)螺栓長(zhǎng)度＞100 mm時(shí)，長(zhǎng)度相差≤20 mm，可視為同一長(zhǎng)度)、機(jī)械加工、熱處理工藝及表面處理工藝的螺栓、螺母、墊圈為同批，分別由同批螺栓、螺母及墊圈組成的連接副為同批連接副。

5 高強(qiáng)螺栓連接面抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)批的劃分及試件的制作

制造廠和安裝單位應(yīng)對(duì)高強(qiáng)螺栓連接面進(jìn)行抗滑移系數(shù)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)以鋼結(jié)構(gòu)制造批為單位進(jìn)行，制造批按分部(子分部)劃分規(guī)定的工程量每2 000 t為一批，不足2 000 t視為一批。對(duì)摩擦面選用的各種處理工藝都要分別進(jìn)行檢驗(yàn)。

試件制作材質(zhì)應(yīng)與所代表的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材質(zhì)相同，并且制作時(shí)要同一批次制作，摩擦面處理工藝也要一致，高強(qiáng)螺栓連接副連接也要選用同批相同性能等級(jí)的。

6 高強(qiáng)螺栓的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)

高強(qiáng)螺栓連接副應(yīng)按批配套進(jìn)場(chǎng)，并附有出廠質(zhì)量保證書。高強(qiáng)螺栓連接副出廠時(shí)應(yīng)分別隨箱帶有扭矩系數(shù)和緊固軸力(預(yù)拉力)的檢驗(yàn)報(bào)告。高強(qiáng)螺栓連接副在運(yùn)輸、保管過(guò)程中應(yīng)輕裝、輕卸，防止損失螺紋。高強(qiáng)螺栓連接副應(yīng)按包裝箱上注明的批號(hào)、規(guī)格分類保管，室內(nèi)存放，應(yīng)有防止生銹、潮濕及沾染臟物等措施，并在安裝前嚴(yán)禁隨意開箱。

7 高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的制孔檢驗(yàn)

1)鉆孔后的鋼板檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意其表面是否平整、孔邊是否有飛邊和毛刺，連接板表面應(yīng)保持干凈，沒有油污、焊接飛濺物等。按鋼構(gòu)件數(shù)量抽查10%，且不少于3件。用游標(biāo)卡尺或孔徑量規(guī)檢查，高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的制孔允許偏差應(yīng)符合表2。

表2 高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件制孔允許偏差 mm

2)高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的栓孔孔距檢查用鋼尺檢查，允許偏差應(yīng)符合表3。

表3 高強(qiáng)螺栓連接構(gòu)件的栓孔孔距允許偏差 mm

3)采用標(biāo)準(zhǔn)圓孔連接處板迭上所有螺栓孔，均應(yīng)采用量規(guī)檢查，其通過(guò)率符合下列規(guī)定:用比孔的公稱直徑小1.0 mm的量規(guī)檢查，每組至少應(yīng)通過(guò)85%，用比螺栓公稱直徑大0.2 mm～0.3 mm的量規(guī)檢查，應(yīng)全部通過(guò)。按此條檢查時(shí)，凡不能通過(guò)的孔，經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意后，方可擴(kuò)鉆或補(bǔ)焊后重新鉆孔，鉆孔孔距不應(yīng)超過(guò)1.2倍螺栓直徑，修孔數(shù)量不得超過(guò)該組螺栓數(shù)量的25%，處理后的孔應(yīng)作出記錄。

8 高強(qiáng)螺栓的連接檢驗(yàn)

1)高強(qiáng)螺栓連接處的鋼板表面處理方法及除銹等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，連接處鋼板表面應(yīng)平整、無(wú)焊接飛濺、無(wú)毛刺、無(wú)油污。經(jīng)處理后摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，為防止處理的摩擦面沾染臟物，對(duì)其應(yīng)采取有效措施進(jìn)行保護(hù)，并不得在上面做任何標(biāo)記。2)高強(qiáng)螺栓安裝過(guò)程中不得使用螺紋損傷及沾染臟物的高強(qiáng)螺栓連接副，不得用高強(qiáng)螺栓兼作臨時(shí)螺栓。3)高強(qiáng)螺栓連接處摩擦面如采用噴砂(丸)處理方法生赤銹，安裝前應(yīng)以細(xì)鋼絲刷除去摩擦面上的浮銹。

9 高強(qiáng)螺栓終擰扭矩的檢查

1)首先觀察螺栓終擰后外露絲扣，一般要求為2扣～3扣，10%的可允許外露1扣或4扣。

2)設(shè)計(jì)要求頂緊的節(jié)點(diǎn)，接觸面不應(yīng)少于70%緊貼，邊緣縫隙不得大于0.8 mm。

3)終擰扭矩抽樣數(shù)量應(yīng)占節(jié)點(diǎn)總數(shù)的10%，且不應(yīng)少于10個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)被抽查節(jié)點(diǎn)也按10%的螺栓數(shù)抽查，抽查數(shù)不應(yīng)該少于2個(gè)。

4)在檢查前應(yīng)了解工程使用的高強(qiáng)型號(hào)、規(guī)格、扭矩施加方式。對(duì)高強(qiáng)螺栓終擰扭矩的施工質(zhì)量檢測(cè)，應(yīng)在終擰1 h之后，48 h之內(nèi)完成。

5)扭矩扳手示值相對(duì)誤差的絕對(duì)值不得大于測(cè)試扭矩值的3%，扭矩扳手應(yīng)具有峰值保持功能，扭矩扳手的最大量程應(yīng)根據(jù)高強(qiáng)螺栓的型號(hào)、規(guī)格、扭矩施加方式進(jìn)行選擇，工作值宜在被選用扳手量程值20%～80%范圍內(nèi)。長(zhǎng)期不使用的扭矩扳手，在使用前先預(yù)加載3次，使內(nèi)部工作機(jī)構(gòu)被潤(rùn)滑油均勻潤(rùn)滑。

6)高強(qiáng)螺栓終擰扭矩檢測(cè)前，應(yīng)清除螺栓及周邊涂層，螺栓表面有銹蝕時(shí)，應(yīng)進(jìn)行除銹處理。

7)扭矩法施工終擰扭矩檢測(cè):對(duì)大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副來(lái)說(shuō)，當(dāng)扭矩系數(shù)K確定之后，根據(jù)設(shè)計(jì)確定的螺栓預(yù)拉力P，可以根據(jù)以下公式計(jì)算螺栓應(yīng)施加的扭矩值M，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，使用扭矩扳手按施工扭矩值進(jìn)行終擰。以下是扭矩值M與軸力P之間對(duì)應(yīng)關(guān)系:

其中，D為螺栓公稱直徑，mm;P為螺栓軸力，kN;M為施加于螺母上的扭矩值，kN·m;K為扭矩系數(shù)。

終擰扭矩檢查前，先進(jìn)行外觀檢查或小錘敲擊檢查，要求螺母或螺栓頭不偏移、不松動(dòng)為合格。如有松動(dòng)，應(yīng)直接判定其終擰扭矩不合格。如無(wú)松動(dòng)在螺尾端頭和螺母相對(duì)位置畫線，將螺母擰松60°，再用扭矩扳手重新擰緊60°～62°，此時(shí)的扭矩值作為高強(qiáng)螺栓終擰扭矩的實(shí)測(cè)值。施加的作用力應(yīng)位于扭矩扳手手柄尾端，用力應(yīng)均勻、緩慢。除有專用配套的加長(zhǎng)柄或套管外，不得在尾部加長(zhǎng)柄或套管的情況下，測(cè)定高強(qiáng)螺栓終擰扭矩，高強(qiáng)螺栓終擰扭矩的實(shí)測(cè)值宜在0.9Tc～1.1Tc范圍內(nèi)(Tc為終擰扭矩值)。

8)轉(zhuǎn)角法施工終擰扭矩的檢測(cè):螺栓在初擰以后，螺母的旋轉(zhuǎn)角度與螺栓軸向力，在螺栓受拉處于彈性范圍內(nèi)時(shí)，呈線性關(guān)系。因此在確定了螺栓的施工預(yù)拉力后，就很容易得到螺母的旋轉(zhuǎn)角度，施工操作人員按照此旋轉(zhuǎn)角度緊固施工，就可以滿足設(shè)計(jì)上對(duì)螺栓預(yù)拉力的要求。轉(zhuǎn)角法施工也分初擰和終擰兩步進(jìn)行，初擰以使連接板縫緊貼為準(zhǔn)，然后在初擰的基礎(chǔ)上進(jìn)行終擰，當(dāng)螺栓扭矩值軸向力達(dá)到施工預(yù)拉力，螺母擰轉(zhuǎn)一定的角度。

初擰好后，用小錘逐個(gè)檢查，防止螺栓漏擰。初擰后對(duì)螺栓逐個(gè)進(jìn)行劃線。最后用量角器檢查螺栓與螺母上劃線的相對(duì)轉(zhuǎn)角，對(duì)終擰后的螺栓逐個(gè)檢查螺母旋轉(zhuǎn)角度是否符合要求，并對(duì)終擰完的螺栓用不同顏色筆作出明顯的標(biāo)記，以防漏擰和重?cái)Q，并供質(zhì)檢人員檢查。

9)扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副終擰檢查，以目測(cè)尾部梅花頭擰掉為合格，擰掉數(shù)量應(yīng)占該螺栓節(jié)點(diǎn)的95%以上，并對(duì)所有擰掉梅花頭的螺栓做好標(biāo)記。

10)如發(fā)現(xiàn)有不符合以上規(guī)定的，應(yīng)擴(kuò)大一倍檢查，如仍然不符合，則整個(gè)節(jié)點(diǎn)的高強(qiáng)螺栓應(yīng)重新施擰。

10 高強(qiáng)螺栓連接分項(xiàng)工程驗(yàn)收資料

1)檢驗(yàn)批質(zhì)量驗(yàn)收記錄;2)高強(qiáng)大六角頭螺栓連接副或扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副見證復(fù)檢報(bào)告;3)高強(qiáng)螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù)見證試驗(yàn)報(bào)告;4)初擰扭矩、終擰扭矩、扭矩扳手檢查記錄和施工記錄;5)高強(qiáng)螺栓連接副質(zhì)量合格證明文件;6)不合格質(zhì)量的處理記錄。

[1] 編委會(huì).最新鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作技術(shù)要點(diǎn)與產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M].北京:中國(guó)知識(shí)出版社，2007.

[2] 張茂鵬.鋼梁高強(qiáng)螺栓安裝施工技術(shù)[J].山西建筑，2011，37(13):109-110.