摘要：常州现代传媒中心主塔屋面88米高钢塔（桅杆钢结构）设计工艺复杂，施工难度极大。所有钢构件均采用热镀锌防腐处理，采用8.8级热镀锌高强螺栓连接。考虑到钢结构拼接节点处热镀锌高强螺栓的安装质量直接影响桅杆钢结构的安全稳定性，对热镀锌高强螺栓的施工工艺经过反复论证和试验，最终确定采用转角法施工热镀锌高强螺栓，取得了理想的施工效果，保证了工程施工质量。
1 角点法施工简介
在常规施工中，通常采用扭矩法对高强螺栓连接副施加扭矩，扭矩力驱使螺纹旋入螺母，从而增加丝杆的拉力，拧紧连接件。扭矩法简单易行，是常规高强螺栓常用的施工方法。但高强螺栓在热镀锌后，其扭矩系数离散性极大，严重超过规范要求钢结构工程高强螺栓连接规范，需要重新测定其扭矩系数，但在施工过程中确定扭矩系数的难度很大。为了弥补扭矩法在热镀锌高强螺栓施工中存在的上述质量缺陷，我们在实际工程实践中，对热镀锌高强螺栓的施工采用了角度法[1]。
角度法是先采用较小的初紧值进行初紧，然后画出起始线和终紧线，用扳手直接将螺母以一定角度旋紧。利用旋转角度来控制螺栓螺钉的预紧力，使起始线和终紧线重合。待螺钉预紧力达到标准值后，再将连接构件拧紧。这称为扭矩-角度法，或简称为角度法[2]。
由于初紧值的存在，转角法热镀锌高强螺栓连接副预拉力的控制稳定性仍然受到扭矩系数的影响。但由于初紧力很小（产生的预拉力值仅相当于设计值的10%），因此与扭矩法相比，初紧值的影响很小。加之转角法施工简便、快捷，且容易保证施工质量，因此转角法是热镀锌高强螺栓施工的首选方法[3]。
常州现代传媒中心项目主塔结构高245.05m，顶部为88m高钢输电塔，顶部标高333.05m（图1）。钢塔柱采用箱型柱，最大箱型柱截面为500mm×500mm×30mm×30mm，最小箱型柱截面为250mm×150mm×22mm×22mm。桅杆采用φ299mm×12mm圆管，避雷针截面为φ60mm×3.5mm，顶部设置黄铜锥。钢塔钢构件材质为Q345C，总用钢量约360t。为保证外露钢构件的防腐，所有钢构件均采用热镀锌长效防腐技术。钢构件之间的连接形式主要为螺栓连接，塔柱、斜拉杆、横杆、桅杆、H型钢梁等均采用8.8级热镀锌高强度螺栓。
2.2 镀锌高强度螺栓概述
本工程钢塔柱拼接、斜杆法兰连接、横杆法兰连接、桅杆连接、H型钢连接等共计使用8.8级热镀锌高强螺栓12000套，螺栓连接面摩擦抗滑移系数在0.35以上。经过反复试验论证，最终确定采用转角法施工热镀锌高强螺栓。螺栓标准采用美标ASTM A325M 8.8级，螺母标准采用美标ASTM A563M 10级，垫片标准采用美标ASTM F436MHRC28-45，热镀锌标准采用美标ASTM A153。
1）塔柱拼接节点。塔柱拼接节点采用φ30mm8.8级热镀锌高强度螺栓，并采用半螺母防松。每座塔柱拼接节点热镀锌高强度螺栓数量为144颗（图2）。
2）斜杆法兰连接。斜杆法兰连接采用φ20mm、φ24mm、φ30mm8.8级热镀锌高强度螺栓（图3、图4）。
3）桅杆连接：桅杆连接采用φ16mm、φ20mm、φ24mm的8.8级热镀锌高强度螺栓（图5、图6）。
4）普通钢梁连接。钢塔平台处钢梁连接采用φ16mm、φ20mm、φ24mm8.8级热镀锌高强度螺栓（图7）。
2.3 角点法施工过程
试验确定初紧扭矩值及终紧角度→高强螺栓性能试验（扭矩扳手调试）→安装高强螺栓，设定初紧力矩值→用油漆笔标记初紧后位置及终紧角度→终紧，将螺母拧紧至规定角度值→拆除设备→完成高强螺栓施工
2.4 角部施工法关键技术
1）试验确定初拧扭矩值和终拧角度。用砂纸打磨螺母附近的螺栓丝杆，装上应变计，连接到应变测试仪上，用扭矩扳手将螺栓初拧至设计预紧力值的10%，记录此时的扭矩值。在初拧后的螺栓连接副上画一条线（钢板、垫圈与螺母之间的一条线），用扳手拧紧至要求的施工预紧力，记录线间的错位角度。按照上述步骤，测量8组螺栓连接副的初拧扭矩值和终拧角度，计算这8组螺栓的平均初拧扭矩值和平均终拧角度，作为施工依据。
2）初紧。根据试验数据及第三方检测结果设定螺栓初紧值，将力矩扳手套筒与螺母一起进行初紧。当力矩扳手发出声响，达到设定的初紧值时，停止操作，完成初紧，画出初紧线。根据试验确定的终紧角度画出终紧线。
起始线与结束线之间的夹角与试验确定的转弯角度相同。
3）画线标记。初拧完成后，拆下套管，用油漆笔在初拧完成后的螺栓上做一标记（标记为A，钢板、垫圈、螺母成一直线）作为终拧起始线。在螺母拧紧方向再做一标记（标记为B）作为终拧结束线的参考线（图8）
4）最终紧固。继续拧紧螺栓，直至螺母上的标记A与钢板上的端线标记B基本对齐，并保证丝杠上的标记A与螺母上的标记A的相对角度符合要求，完成最终紧固（图9）。
5）终拧后检查：螺母旋转量，有无同转，将旋转不够的螺栓拧紧至规定量，对有同转、余长不足、或过紧的螺栓进行更换。
6）拆除设备，完成高强度螺栓转角法施工，套上半个螺母，用短柄扳手拧紧，继续下一步热镀锌高强度螺栓施工。
3.施工注意事项
1）热镀锌高强螺栓的紧固方法与普通高强螺栓不同，采用角度法施工时也分初紧和终紧，初紧通过初紧扭矩值来控制，终紧通过终紧角度来控制。
2）转角法施工时热镀锌高强螺栓关键控制因素：初紧扭矩值及终紧角度的确定；初紧及拉线的控制；扳手的选择；关键控制工序为初紧、拉线、终紧。
3)初始拧紧扭矩值和最终拧紧角度应结合高强度螺栓制造厂提供的质保数据并通过试验确定。
4)高强度螺栓的初紧和终紧应按照紧固顺序进行：从螺栓组的中心开始，向外依次紧固。
5）螺栓复检时，应检查初次拧紧后螺母与相对位置之间所画的最终拧紧起始线和最终拧紧终止线之间的夹角是否达到规定值。如检查时发现螺栓拧紧强度不符合要求，需对拧紧螺栓所用扳手的拧紧力矩进行检查[4、5]。
4 结论
热镀锌高强螺栓转角施工技术的成功应用，保证了常州现代传媒中心屋面钢塔安装安全顺利，目前发射天线已安装调试完毕并投入正式运行。
参考：
[1] 林祥乾,方冲.装配式钢结构建筑体系高强度大六角螺栓施工技术[J].黑龙江科技信息,2011(32):316-317.
[2]黄伟,陈家全.基于矩法和转角法的螺栓紧固扭矩可靠性分析[J].装备制造技术,2006(4):6-8.
[3]马罗丁.镀锌技术在建筑钢结构工程中的应用[J].建筑钢结构工程高强螺栓连接规范，2009(8):665-666.
[4]程旭程,罗哲,张兆平,等.转角法在大六角热镀锌高强度螺栓施工中的应用[J].建筑施工,2013(2):124-125.
[5]彭毅良,魏夏兵,李洪波,等.镀锌对高强度螺栓扭矩系数和抗滑移系数的影响[J].钢结构,2012(8):10-14.
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