1 适用范围
本工艺适用于钢结构安装工程,大六角高强度螺栓连接的施工工艺。
2.施工准备
a) 材料
螺栓、螺母和垫圈均应附有质量证明书,并应符合设计要求和国家标准的规定。大六角头高强度螺栓的规格、尺寸和重量应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓》(GB 1228)的规定。大六角头高强度螺母的规格、尺寸和重量应符合《钢结构用高强度大六角螺母》(GB 1229)的规定。高强度垫圈的规格、尺寸和重量应符合《钢结构用高强度垫圈》(GB 1230)的规定。不同等级的大六角头高强度螺栓的材料性能必须符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母和垫圈技术条件》(GB 1231)的规定。不同规格的高强度螺栓的力学性能、抗拉强度应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件》(GB 1231)的规定。大六角头高强度螺栓的硬度应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件》(GB 1231)的规定。大六角头高强度螺栓的连接副由一个螺栓、两个垫圈和一个螺母组成。螺栓、螺母和垫圈的使用应符合《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件》(GB 123)中表1的规定。大六角头高强度螺栓验收合格后,应按规范要求入库。应防雨、防潮,螺纹损坏或螺栓、螺母不相配的不得使用。大六角头高强度螺栓存放时间过长或生锈时,应抽样检查紧固轴力,符合要求后方可使用。螺栓上不得沾染污物、油污,必须清洗干净。
b) 主要机具
电动扭矩扳手及控制箱、手动扭矩扳手、扭矩测量扳手、手扳手、钢丝刷、冲头。
c) 工作条件
高强度螺栓连接的摩擦表面必须符合设计要求,摩擦系数必须符合设计要求。摩擦表面不允许残留氧化铁皮。摩擦表面的处理、存放时间和存放条件应与摩擦系数试件的存放时间和条件相同。施工现场的摩擦表面应防止被油污、油漆等污染,若被污染,必须彻底清理干净。
调整扭力扳手:根据施工技术要求,认真调整扭力扳手,扭力扳手的扭矩值应在允许偏差范围内,施工用扭力扳手的误差应控制在±5%以内,校准用扭力扳手的误差应控制在±3%以内。
电动扳手在施工中使用时,在调整好档位后,应使用测力矩扳手反复校准电动扳手的扭力是否与设计要求一致;扭矩值过高,会造成高强螺栓过紧,造成螺栓超负荷运转,时间一长钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件,大六角头高强螺栓就会出现裂纹等隐患;扭矩值过低,会造成高强螺栓达不到预定的拧紧值,导致钢结构连接面摩擦系数下降,承载力下降。
手动扳手在施工中使用时,应每天使用扭矩测量扳手检查手动扳手的拧紧位置是否正常,检查手动扳手的显示信号是否灵敏,防止过紧或欠紧。检查螺栓孔的孔径大小,孔边毛刺必须彻底清除。应选用同批号、同规格的螺栓、螺母、垫圈组装、包装使用。
大六角头高强螺栓操作人员应经过培训或技术指导,内容包括:大六角头高强螺栓的特点、要求;高强螺栓的扭矩系数、摩擦系数;高强螺栓拧紧工艺要点及拧紧原则;高强螺栓的储存、运输、保管及现场施工要求;高强螺栓扭矩扳手的性能及使用;高强螺栓电动扳手的性能及使用;高强螺栓拧紧后的自检要求、检查方法及内容。
3.操作流程
a) 流程
b) 作业准备
准备好扳手、临时螺栓、过头器、钢丝刷等工具,主要用于施工扭矩的校正,即所用扭矩扳手在交接班前必须经过校准,校正扭矩后方可使用。扭矩校正应指派专人负责。大六角头高强螺栓长度的选取,考虑到钢构件加工所用钢材一般为正公差,有时材料代换大多为大而不用小,粗而不用细,因此连接总厚度增加3~4mm。因此应选取高强螺栓的长度,一般拧紧后扣2~3个,然后按要求配齐套备用。
c) 接头组装
清理摩擦面。若板材不平直,应在平直度符合要求后方可装配。摩擦面上不应有油漆、污泥,孔周围不应有毛刺。要安装的摩擦面应用钢丝刷清理干净,刷子方向应垂直于摩擦力方向。安装孔有问题时,不得使用氧-乙炔扩孔,应使用扩孔钻机扩孔,扩孔后应再次清理孔周围毛刺。高强度螺栓连接面板应紧密配合。由于板材厚度公差、制造偏差或安装偏差引起的接触面间隙应按规范要求处理。
d) 安装临时螺栓
钢构件装配时应先安装临时螺栓。临时螺栓不能用高强螺栓代替。临时螺栓的数量一般应占连接板组孔组的1/3,且不应少于2个。当少数孔位不对、位移较小时,可用冲床将其冲入,再安装螺栓。当板上孔位不对、位移较大时,应使用扩孔器扩孔。个别孔位移较大时,应补焊后重新钻孔。穿入高强螺栓时,不得用冲床校正孔位。当安装螺栓上紧到30%时,即可将安装螺栓紧固到位。
e) 安装高强度螺栓
高强螺栓应自由插入孔内,严禁用锤子强行将高强螺栓敲入孔内。高强螺栓插入方向应一致,除部分受结构阻挡外。雨天不宜安装高强螺栓。高强螺栓垫圈位置应一致,安装时注意垫圈正反方向。高强螺栓在检查孔内不应受剪,应及时拧紧。
f) 高强度螺栓的紧固
大六角头高强螺栓全部安装到位后,即可开始紧固。紧固方法一般分为初紧和终紧两个步骤。所有高强螺栓均应进行初紧,初紧扭矩应为标准轴力的60%~80%。具体情况应根据钢板厚度、螺栓间距等情况适当掌握,钢板厚度大、螺栓间距大,初紧轴力应大一些。初紧顺序,根据大六角头高强螺栓紧固顺序规定,一般应从接头刚度大处向无约束自由端进行;或从螺栓组中心向周边扩散方向进行。这是因为当被连接钢板翘曲不牢固时,如果从两端向中间拧紧,有可能造成拼接板中部凸起,不能紧密贴合,从而失去部分摩擦传递作用。大六角头高强螺栓初拧应做标记,防止漏拧,一般初拧后用一种颜色标记,终拧后用另一种颜色标记,以示区别。为防止高强螺栓受外界环境影响而引起扭矩系数改变,初拧与终拧一般应同日完成。由于结构原因,个别大六角高强螺栓的插入方向不能一致,拧紧螺栓时,只对螺母施加扭矩,不要对螺杆施加扭矩,防止扭矩系数改变。
g)大六角头高强度螺栓的检验与验收
施工操作时工序检查:施工过程中,检查施工工序是否按照施工工艺要求进行。具体工序检查内容包括以下几项:安装时是否采用临时螺栓,临时螺栓数量是否达到1/3以上;高强螺栓是否能自由进入,严禁用锤子强行敲入;高强螺栓拧紧顺序是否正确,拧紧方法是否正确;抽检力矩扳手的扭矩值钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件,看是否在设计允许范围内;检查连接面钢板的清理情况,确保摩擦面质量可靠。
大六角头高强螺栓质量检查:用0.3kg锤敲击高强螺栓,防止漏螺栓。进行扭矩检查,在每个节点抽查螺栓数量的10%。但不少于一个。检查时,先在螺栓端面和螺母上画一条直线,然后将螺母松开约60°,再用扭矩扳手拧紧,使两条线重合。此时的扭矩应在0.9Tch~1.1Tch之间才算合格。Tch计算如下:
若发现任何不符合项,应扩大检查10%,如仍有不符合项,则应重新紧固整个节点的高强度螺栓。扭矩检查应在螺栓最终紧固后1小时至24小时前完成。用塞尺检查连接板之间的间隙,如间隙超过1mm,必须重新处理。检查大六角头高强度螺栓插入方向是否一致,垫圈方向是否正确。
4 质量标准
保证项目:
高强度大六角头螺栓连接副的规格、技术条件应符合设计要求和现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件》的规定。检验方法:逐批检查质量合格证、出厂检验报告。检验内容包括:高强度大六角头螺栓、螺母、垫圈的材料性能等级必须符合GB1231的规定。
高强度螺栓连接面抗滑移系数必须满足设计要求,检查方法是:查阅构件加工单位抗滑移系数试验报告、查阅施工现场抗滑移系数复检报告。施工现场试件应与钢构件摩擦面同时制作,并在同一环境条件下贮存,以保证试验数据的可靠性。摩擦系数试件一般制作三组,取平均值。
高强度大六角头螺栓连接副应进行扭矩系数复验,其结果应符合现行国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母与垫圈技术条件》的规定。检验方法:查阅扭矩系数复验报告。复验螺栓应从施工现场待安装螺栓批次中随机抽取,每批次应抽取8组连接副进行复验。
高强度大六角头螺栓连接摩擦面表面应平整,不得有飞边、毛刺、焊接飞溅、焊疤、氧化铁、污物及不必要的镀层等。检查方法:观察检查。
紧固高强度大六角头螺栓所用的力矩扳手应定期进行校准,初拧符合《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205)要求后方可进行螺栓的终拧,检查方法是检查力矩扳手校准记录和螺栓施工记录。
高强度大六角头螺栓应能自由插入螺栓孔内,不得用力敲击。检查方法:观察检查。
基本项目:
检查连接接头外观质量。合格指螺栓插入方向基本一致,外露长度不少于2圈。优指螺栓插入方向一致,外露长度不少于2圈,外露长度均匀。检查数量为节点数的5%,但不少于10个节点。检查方法:目视检查。
采用扭矩法检查施工的高强度大六角头螺栓的终拧紧质量。合格是指螺栓经检验、初拧或更换后,其终拧紧扭矩符合现行标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB 50205)的要求;优良是指经一次检验,螺栓终拧紧扭矩符合现行国家标准(GB 50205)的要求;检验次数:按节点数的10%随机抽检,但不少于10个节点,每个受检节点按螺栓数的10%随机抽检,但不少于2个。当发现终拧紧扭矩不符合上述现行国家标准时,检验范围扩大到该节点螺栓数量的20%,当仍有不合格时,应对该节点全部螺栓进行检验;如有不合格,则扩大检查范围为节点数的20%,如仍有不合格,则对所有节点进行检查。
5.成品保护
已拧紧的大六角高强度螺栓应做好标记,已混合的节点、摩擦面应保持整洁,防止油污、灰尘污染,已混合的节点应避免局部过度撞击和氧乙炔烘烤。
6 应注意的质量问题
高强螺栓的安装应避免在雨雪天气进行,以免影响施工质量。大六角头高强螺栓应在使用当天从仓库取出,最好是需要多少就取多少。当天未使用的高强螺栓不能露天堆放,而应全部送回仓库,以便第二天继续使用。如果高强螺栓在安装时需要膨胀,一定要防止摩擦面之间夹入金属碎屑,安装前一定要清理干净。
7 质量记录
本工艺标准应具有以下质量记录:高强度大六角头螺栓的出厂合格证;高强度大六角头螺栓的复验合格证;高强度螺栓初、终拧扭矩值;施工所用扭矩扳手的检验记录;施工质量检查验收记录。