第1018节.docx
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第1018节
第十节高强度螺栓
10.1高强度螺栓难点
10.1.1关于累计误差问题造成穿孔困难：
从高强度螺栓连接构件制孔的允许偏差、孔距的允许偏差。
到测量放线，地脚螺栓预埋，钢结构柱钢桁架安装都有允许偏差范围。
由于高强度螺栓孔比螺栓杆大1.5～2.0mm，如果上述各道工序控制不力，螺栓杆就会穿不过去。
10.1.2当螺栓杆穿孔不能通过时，由于厚板低合金高强度结构钢扩孔艰难。
10.1.3关于摩擦面问题：
10.1.3.1摩擦型高强度螺栓，是在荷载设计值下，连接件之间产生相对滑移，依据摩擦面作为其承载能力极限状态。
如果摩擦面保证不了，高强度螺栓直接受剪，不符合摩擦型高强度螺栓的受力原理。
10.1.3.2本工程箱型段较多，如果由于多种原因造成板间不密贴，摩擦面会先失去作用。
主要有以下几种情况：
连接处箱型板是否平，不平就不密贴。
连接处箱型断面是否受扭，有扭就不密贴。
牛腿连接处轴线是否对位，不对位就不密贴。
遇有端板连接是否平、直、变形，是否产生间隙不密合。
10.1.3.3摩擦面抗滑移数较大时，要做好成品保护较难。
10.1.4对锐角杆件连接节点采用高强度螺栓不易施拧。
10.1.5当板厚t≤20mm时箱型断面采用高强度螺栓连接比较容易。
10.2高强度螺栓试验及复验
10.2.1高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数试验和复验：
10.2.1.1抗滑移系数检验用的试件由制造厂加工，试件与所代表的构件应为同一材质、同一摩擦面处理工艺、同批制作、使用同一性能等级、同一直径的高强度螺栓连接副，并在相同条件下同时发运。
10.2.1.2抗滑移系数μ按下式计算：
μ=N/nf•∑Pt
式中：
N—滑动荷载；
nf—传力摩擦面数，nf=2；
∑Pt—紧固轴力之和。
10.2.1.3抗滑移系数检验的最小值必须等于或大于设计规定值。
10.2.2高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数复验
大六角头高强度螺栓施工前，按出厂批复验高强度螺栓连接副的扭矩系数，每批复验5套。
5套扭矩系数的平均值应在0.110～0.150范围之内，其标准偏差应小于或等于0.010。
大六角头高强度螺栓的施工扭矩由下式计算确定：
Tc=k•Pc•d
式中：
Tc—施工扭矩；（N•m）
k—高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值；
Pc—高强度螺栓施工预拉力（kN）；
d—高强度螺栓螺杆直径。
附表6-57高强度螺栓施工预拉力Pc（kN）
螺栓性能等级
螺栓公称直径（mm）
M12
M16
M20
（M22）
M24
（M27）
M30
8.8S
45
75
120
150
170
225
275
10.9S
60
110
170
210
250
320
390
10.2.3扭剪型高强度螺栓连接副预拉力复验
扭剪型高强度螺栓施工前，按出厂批复验高强度螺栓连接副的紧固轴力，每批复验5套。
5套紧固轴力的平均值和变异系数应符合下表规定。
附表6-58扭剪型高强度螺栓紧固轴力（kN）
螺栓直径d（mm）
16
20
（22）
24
每批紧固轴力的平均值
公称
109
170
211
245
最大
120
186
231
270
最小
99
154
191
222
紧固轴力变异系数
≤10%
10.3储存与保管
10.3.1高强度螺栓连接副必须在同批内配套使用。
10.3.2高强度螺栓连接副在运输、保管过程中，要轻装、轻卸，防止损伤螺纹。
10.3.3高强度螺栓连接副按批号、规格分类保管，室内存放，堆放不宜过高，防止生锈和沾染脏物。
10.3.4高强度螺栓连接副在安装使用前严禁任意开箱。
10.3.5工地安装时，按当天高强度螺栓连接副需要使用的数量领取。
当天安装剩余的必须妥善保管，不得乱扔、乱放。
10.3.6安装过程中，不得碰伤螺纹及沾染脏物，以防扭矩系数发生变化。
10.4高强度螺栓的安装
10.4.1高强度螺栓连接处摩擦面如采用生锈处理方法时，安装前应以细钢丝刷除去摩擦面上的浮锈。
10.4.2不得用高强度螺栓兼做临时螺栓，以防损伤螺纹引起扭矩系数的变化。
10.4.3高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整后进行，其穿入方向应以施工方便为准，并力求一致。
高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧朝向垫圈有倒角的一侧。
10.4.4安装高强度螺栓时，严禁强行穿入螺栓（如用锤敲打）。
如不能自由穿入时，该孔用铰刀进行修整，修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径。
修孔时，为防止铁屑落入板迭缝中，铰孔前应将四周螺栓全部拧紧，使板迭密贴后再进行。
严禁气割扩孔。
10.4.5安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持干燥，不得再雨中作业。
10.4.6高强度螺栓施工所用的扭矩扳手，班前必须校正，其扭矩误差不得大于±5%，合格后方准使用。
校正用的扭矩扳手，其扭矩误差不得大于±3%。
10.4.7高强度螺栓的拧紧分为初拧、终拧。
对于大型节点分为初拧、复拧、终拧。
初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩等于初拧扭矩。
初拧或复拧后的高强度螺栓用颜色在螺母上涂上标记，然后按规定的施工扭矩值进行终拧。
终拧后的高强度螺栓用另一种颜色在螺母上涂上标记。
10.4.8高强度螺栓拧紧时，只准在螺母上施加扭矩。
10.4.9高强度螺栓在初拧、复拧和终拧时，连接处的螺栓按一定顺序施拧，一般由螺栓群中央顺序向外拧紧。
10.4.10高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成。
10.5高强度螺栓质量检验
10.5.1用小锤（0.3kg）敲击法对高强度螺栓进行普查，以防漏拧。
10.5.2对每个节点螺栓数的10%，但不少于一个进行扭矩检查。
扭矩检查应在螺栓终拧后的1h以后、24h之前完成。
第十一节钢结构测量
11.1钢结构测量工作的难点
11.1.1测量精度高：
当使用高强度螺栓连接时，最终闭合差仅为±1.5～2.0mm，相对于环柱之间的距离精度高达1/6万。
11.1.2工作难度大：
虽然测量仪器的精度可以满足钢结构安装测量控制的精度要求，但受提升支架、承重支撑架、脚手架、已安装的钢结构和施工平台的影响，若在钢结构的下部进行测量，测量视线必然会受到相当严重的阻碍，导致测量仪器无法工作。
11.1.3工作量大，无论是在地脚螺栓埋设、各种钢结构安装过程中，还是在变形监测中，大多需要实时或即时测量来密切配合安装工作。
11.1.4受外界因素干扰大：
由于本工程钢结构的跨度大、自重大，施工工期长，温度变形和荷载变形对钢结构安装的影响很大，为测量提出了新的课题。
11.1.5结构节点复杂：
在制作和安装过程中，易产生积累误差。
11.2工作流程及内容
11.2.1测量控制流程及测量工作流程
11.2.1.1测量控制流程
数据计算中心→传输数据至仪器→测量控制→数据采集→数据处理→信息反馈→施工调整
11.2.1.2测量工作流程
附图6-76测量工作流程
11.2.2地脚螺栓测量定位：
它的作用是保证钢结构生根位置的正确性，它的特点是相对精度高，一般相邻两点的距离或方向误差≤1mm。
拟采用全站仪坐标放样进行平面位置的测设，用数字水准仪进行高程控制。
11.2.3安装过程控制测量：
它的作用是确保安装工作的顺利完成，它的特点是测量工作量大，需要即时测量来配合安装，拟采用激光导向、全站仪三维坐标测量和电子水准测量进行平面位置控制和高程控制。
为提高测量工作效率，在施测中，均采用电子测量仪器进行测量和数据的采集，由计算机进行数据处理，解算出被观测点位或部件的即时位置，并为部件的安装校正提供依据。
11.2.4变形监测：
它的作用是验证设计的合理性及结构和安装过程的安全性，其特点一是监测精度高，需进行精密变形监测；二是监测频次密集，需进行时时监测。
拟采用精密电子水准仪对提升架基础、承重支撑架基础和柱基础进行沉降变形监测，用自动跟踪高精度全站仪或GPS对钢结构进行三维变形观测。
11.3测量的组织与管理
11.3.1职责分工：
平面控制和高程控制网由施工方提出布设要求，由总承包负责测设，钢结构拼装的几何尺寸校核，拼装大样，安装控制测量由施工方负责；变形监测由总承包负责。
11.3.2人员组织：
组建测量专业队，下设指挥协调组、测量组和检验复测组。
11.3.2.1指挥协调组：
负责测量数据计算、分析，编制测量作业指导书；协调与总包及相关单位的测量工作；测量成果、资料管理；统一协调测量与安装的调度、指挥和联络工作。
由3～5名测量专业技术人员组成。
11.3.2.2测量组：
负责钢结构安装过程的全部测量工作，由15～20名测量专业人员组成，并保证每个作业段不少于5人。
11.3.2.3复测组：
负责本单位测量工作的复测检验，组织协调监理及相关管理部门的复测检验工作，由3名测量专业技术人员组成。
11.3.2.4所有测量人员均持有相应的资质或测量工作上岗证
11.3.3仪器的配备
附表6-59钢结构安装测量仪器配备
序号
名称
精度
数量
用途
1
全站仪
1
安装控制
2
全站仪
3
安装控制，放样
3
经纬仪
4
方向测量
4
水准仪
2
高程控制
5
激光铅直仪
5″
6~8台
铅直控制
6
激光平面仪
1台
水平面控制
7
水准仪
4台
高程控制
8
50
钢尺
一级
10把
量距
9
拉力器
150N
6个
配合钢尺量距
10
红外测温仪
±0.5℃
1台
配合钢尺量距
11
计算机
1台
数据计算、分析
所有进入施工现场的测量仪器均要进行计量检定，不得用未经检定或已超过检定周期的测量仪器，每月对仪器进行一次自检,确保其始终处于受控状态。
11.3.4复测、验线：
验线工作与放线工作要做到人员、仪器和测量方法三分开，要独立进行，验线的精度要高于放线的精度，复测验线的部位是重要数据、重点部位和关键环节。
11.3.5精度保障
钢结构安装精度要求螺栓连接时相邻两点间最大允许偏差为±1.5～2.0mm。
精密水准仪的测量精度可以达到±0.1mm；高精度全站仪在工作半径为100m时测量精度可以达到±1.1mm；激光铅直仪、扫平仪在工作半径为50m时测量精度可以达到±2.5mm。
因此只要使用相应精度的测量仪器、和合理的测量方法，测量工作的精度是可以满足安装要求的。
11.3.6控制网的布设
11.3.6.1平面控制网布设：
钢结构安装测量控制网与土建施工控制网采用同一场地坐标系，即以体育场中心为原点，以北端长半轴为A轴，东端短半轴为B轴。
由于钢结构安装控制测量的精度要比土建施测精度高，所以要测设一个独立的控制网来保证安装控制的精度。
控制网的网形为井字形，见示意图：
控制网的精度为量距1/4万，测角±8˝，相邻两点间的距离误差≤±1mm。
为提高控制网的精度，在测设时，要对内外两侧的桩点进行图形闭合，增加多余观测并对测量成果进行边角平差，并对误差进行分配。
拟搭设四个高出屋盖的测量平台以解附图6-77控制网示意图
决测量视线受阻挡的问题。
若条件许可，优先考虑借用先行安装到位的钢柱顶或中心环体作为测量平台。
在使用平台进行观测时，为防止平台位移对观测产生不利影响，每次使用前必须先对点位进行校核，无误后方可使用。
11.3.6.2高程控制网布设：
高程控制网沿用土建高程控制网，不再另设。
11.4测量工艺
11.4.1拼装
11.4.1.1拼装场地测量：
在钢构件进入拼装现场之前，首先进行拼装场地平整度测量,使场地满足拼装要求；根据拼装要求设置校准拼装工作平台。
11.4.1.2根据设计图,在拼装工作台上测定出待拼装钢结构在拼装状态下的水
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