高强度螺栓连接的施工工艺探究论文_王卫军,蔡成

高强度螺栓连接的施工工艺探究论文_王卫军,蔡成

上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司 上海 201913

摘要:钢结构作为建筑物中的主体骨架,它是通过很多的工件和钢材通过螺栓连接或者是焊接在一起的,我们比较常见的连接螺栓主要是普通螺栓和高强螺栓这两种。一般针对钢结构的连接我们必然选择的是高强螺栓作为的紧固件,这就能够使得钢结构的承载强度和刚度均得到提升,进而打造高标准、高品质的钢结构形式。

关键词:高强螺栓;连接;施工;工艺

前言:建筑施工自然而然的少不了钢筋工程的存在,利用钢筋连接可以为建筑施工打造一个高强度的建筑骨架结构,自然有利于提升我们的建筑施工质量。随着钢结构施工效率和灵活性的需要,这时诞生了高强螺栓连接方式,它是利用高强螺栓、螺母通过外力拧紧后形成一个抗扭曲能力较强的整体,与此同时高强度螺栓的摩擦面和钢板之间能够很好的形成一个良性的接触面,更好的分散内力,使得整体的结构受力均匀、性能稳定,同时它还具备承载力高和耐疲劳的特点,广受业内的好评。

1什么是高强度螺栓

顾名思义,高强度螺栓指的是它是一种承载强度高的螺栓,它采用的高强度钢制作而成的,也正是因为它的强度大,在安装时需要借助专业的工具将其拧紧。按照螺栓的性能强度等级来划分,高强度螺栓一般为8.8级以上,这就使得它可以承载的负载力要远大于普通螺栓,因此它也被广泛的应用在钢结构的施工作业中;高强度螺栓的受力特点不同于普通螺栓,前者是需要依靠颈拉力和摩擦力来传递外力,后者则是需要依靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递外力。就受力特点的不同的又将高强度螺栓划分为承压型螺栓和摩擦型螺栓这两种,从名称我们就可以看出两者的受力特点的差异。

2高强度螺栓连接施工工艺

我们知道螺栓连接它分为两种形式:一种是普通螺栓连接,一种是高强度螺栓连接。它们本质上的区别在于受力形式、安装方式、承载负载等方面存在着差异,高强度螺栓需要借助特殊的扳手才能够将其拧紧,目前高强度螺栓被广泛的应用在钢结构的安装施工中来,已经成为了和焊接工艺媲美的一种连接形式。

2.1一般要求

高强度螺栓自身材料质量的合格与否关系到其在后续使用的牢固性,一旦用来制造高强度螺栓的材料不合格或者是受到了污染,它再后续的使用中就会出现各种各样的质量问题,导致钢结构连接出现松动、掉落等问题,严重的威胁到建筑物的整体质量。对此我们在使用高强度螺栓时需要对当前批次的螺栓进行性能测试,并对其的存放的具有很好的要求,一般要将其置于干燥、通风、防雨、防潮的仓库中,按需取放。在安装时需要检查接头与钢板的摩擦面是否清洁有杂物,要避免安装时对螺栓性能的干扰。

2.2安装工艺

螺栓的连接步骤:首先给接头穿入螺栓进行连接,让接头正对着螺栓的中部开始拧紧,对于扭矩型高强度螺栓的拧紧步骤一般分为初拧、复拧、终拧三步,在每个步骤完成后用不同的颜色进行标记,避免出现漏拧的情况。需要叠加垫圈的要将垫圈有倒角的一侧朝向螺栓头和螺母,螺母有圆台的一面应朝向垫圈。强度螺栓连接副在终拧以后,螺栓丝扣外露应为2—3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。

2.3紧固方法

对于高强度螺栓的紧固一般视它的产品分类来定,我们常见的多为大六角头高强度螺栓,通常我们可以使用扭矩法和转角法紧固法来对其进行紧固,具体操作如下:首先,扭矩法。它一般分为初拧和终拧两个步骤,初拧的目的是为了让螺栓和各层钢板能够紧密的贴合在一起,而终拧的目的就是一次性将螺栓拧紧;其次,转角法。它同样也是初拧和终拧两个步骤,初拧时需要用短扳手来操作并作下标号,终拧直接一步到位拧紧即可。

3材料要求

3.1高强螺栓

从上文我们可以知道,高强度的螺栓可分为大六角高强螺栓和扭剪型高强螺栓这两种,它们在性能上并无较大差别,只是外观结构上存在着差异,在施工安装时需要按照商家的出厂说明和相关规定来严格执行。要认真的检查使用的螺栓和螺母是否存在损伤或者是不匹配,否则应及时进行更换。

3.2涂料

涂料的品种、性能和色泽均应符合设计要求,并应有质量证明书。

4主要机具设备

4.1机械设备

砂轮机、喷砂机、电钻等。

4.2主要工具

电动扭矩扳手、手动扭矩扳手、一般开口扳手、轴力计、钢尺、铰刀、尖头撬律、冲钉、钢钎等。

4.3作业条件

(1)根据施工现场环境等因素制定高强度螺栓安装作业规范,严格按照技术规定执行;

(2)将现场施工所需的机具设备准备就绪,并对其进行标定、测试、校准,确保测量结果准确无误;

(3)检查需要进行安装的钢构件的标记是否准确,对存在偏差的部分应当及时的联系有关部门进行重新测定、调整。

5施工操作工艺

5.1工艺流程

高强度螺栓的施工作业流程如下:

认真的检查螺栓的摩擦面和钢板的连接面是否存在杂物,及时的清理接触面的飞刺和锈迹;调整安装孔洞的位置,适当用钢钎或冲子对孔洞进行正位,确保能够螺栓能够自由的穿入;先用普通螺栓进行安装测试,校对构件的准确位置,然后使用高强度螺栓更换下普通螺栓;先对高强螺栓进行初拧,调整构件可能存在的偏差,然后进行终拧。

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5.2摩擦面处理

(1)为了不耽误现场的施工进度,往往需要在工厂的加工车间就处理好螺栓摩擦面的小瑕疵,一旦在现场施工过程中发现螺栓的前期处理达不到现场的技术施工要求,应当及时的更换掉不能使用的螺栓,这样就能够确保其摩擦系数符合安装要求。为了增加摩擦面的摩擦系统,常用的做法是喷砂或者砂轮打磨,需要注意的是打磨面要尽量的光滑平整无杂物。

(2)在工厂处理的磨擦面上,要确保摩擦面清洁不被氧化,一般以摩擦面略呈赤锈色效果最佳。

(3)要对处理好的工件进行防潮处理,避免摩擦面因为氧化生锈影响性能。

5.3螺栓长度值选用

根据高强度螺栓类型的不同,螺栓长度的截留应当满足被紧固连接板的厚度+螺母的厚度+垫圈的厚度+至少预留3扣螺纹的长度,这时一个正常的螺栓长度,其中大六角头高强螺栓还需要再考虑增加一个垫圈的高度。

5.4螺栓对孔

(1)要确保高强度螺栓能够自由的穿入到孔洞中去,因此预留的孔径应当略微比高强螺栓的公径大15~30mm范围之间,避免因为孔径过大导致接触面积过小影响紧固效果。螺栓孔要尽量避免气割成孔,而是采用钻孔的方式,使其能够规整的形成一个圆柱体供螺栓垂直于钢板自由的穿入,并且孔洞周围和内壁要无毛刺。

(2)由于设计等原因使得连接构件不重合的孔,可以使用钻头或铰刀扩孔或修孔,使符大要求,方可进行安装。

5.5接头的组装

(1)高强螺栓连接的原则:首先是连接处的钢板或型钢平整无杂质,孔洞周围无毛刺,摩擦面密合无变形,不出现沟壑损伤等质量问题。

(2)在进行高强度螺栓连接作业时,检查它们之间的间隙度大小,当间隙不足1mm时可不进行处理:当间隙范围在1~3ram时,需要按照1:10来对较高的一面打磨成斜面;当间隙超过3mm时这需要给较低的一面添加垫板,并且需要对垫板进行同样工艺的处理。

6质量标准

6.1保证项目

(1)高强螺栓的使用规格、技术工艺等务必要符合现场的施工要求,同时还应当具备生产厂家提供的质量合格证书以及试(复)验报告,对于这类产品方可同意入场使用。

(2)高强螺栓在使用前需要进行专门的测试,以检验它的扭矩系数或预拉力是否满足设计需要,检测指标达标后方可进场使用。

(3)复检高强螺栓连接面的摩擦系数是否达标,同时认真的检查每个螺栓的摩擦面是否存在被氧化、毛刺、受损以及被污染等,这类产品杜绝进场使用。

(4)高强螺栓一定要严格遵循技术施工流程,严格遵循初拧、终拧两个步骤,紧固程度必须满足现场施工规定。

6.2基本项目

(1)确保每个孔洞穿入螺栓的方向保持一致,并且螺栓拧紧后的外漏螺纹长度不低于2扣。

(2)大六角头高强螺栓终拧后的技术要求满足现场施工要求。

(3)扭剪型高强螺栓梅花长头,均应在终拧全部扭掉。

(4)摩擦面应做到至少70%的面积紧贴,这里可以用0.3mm的塞尺进行检查,并且确保边缘最大间隙应低于0.8mm。

7成品保护

(1)有时在特殊环境下使用高强度螺栓时需要对其进行防腐处理,处理方式与该车间(区段)钢结构相同。

(2)高强螺栓连接副要单独分开进行存放保管,严谨存在混用、混放的现象,并且在运输螺栓时要做到轻拿轻放,避免对螺栓造成损伤,还需要注意对周围环境做好防潮处理。

(3)进行高强螺栓作业时,要确保周围的气候干燥,清洁构件摩擦面的同时要确保表面干燥,严禁带与作业。

8安全措施

(1)在高空中进行扭剪型高强螺栓作业时,严禁高空抛物,担下的梅花卡头集中起来放进工具包内。

(2)使用机具应经常检查,防止漏电和受潮。

(3)高强螺栓扳手要避免受潮。

9施工注意事项

(1)严禁将高强螺栓作为临时螺栓使用。因为在拧紧后强大的外力可能会导致孔洞变形、螺栓的螺纹受损,并且螺栓的扭矩系数也会改变。

(2)高强螺栓存在不能够自由的传入孔洞时,切忌不要将其强行打入空洞,这样会损坏螺纹,破坏孔洞的内壁,安装性能下降。

结束语:高强螺栓连接工艺在当前的建筑工程中被广泛应用,其连接质量好,施工简单方便、效率高等优势被当前各个施工项目所利用,成为施工项目中的主要因素之一。

参考文献:

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[4]楼国彪,俞珊,王锐.高强度螺栓过火冷却后力学性能试验研究[J].建筑结构学报,2012,33(02):33-40.

[5]王萌,石永久,王元清.高强度螺栓连接抗剪性能研究[J].建筑结构学报,2011,32(03):27-34.

论文作者:王卫军,蔡成

论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期

论文发表时间:2018/5/15

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