扭剪型高强螺栓连接工艺标准.docx

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扭剪型高强螺栓连接工艺标准

扭剪型高强螺栓连接工艺标准（502-1996）

范围

本工艺标准适用于钢结构安装用扭剪型高强螺栓施工工艺。

施工准备

2.1材料及主要机具：

2.1.1螺栓、螺母、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。

2.1.2高强螺栓入库应按规格分类存放，并防雨、防潮。

遇有螺栓、螺母不配套，螺纹损伤时，不得使用。

螺栓、螺母、垫圈有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，满足要求后方可使用。

螺栓等不得被泥土、油污粘染，保持洁净、干燥状态。

必须按批号，同批内配套使用，不得混放、混用。

2.1.3主要机具：

电动扭矩扳手及控制仪、手动扭矩扳手、手工扳手、钢丝刷、工具袋等。

2.2作业条件：

2.2.1摩擦面处理：

摩擦面采用喷砂、砂轮打磨等方法进行处理，摩擦系数应符合设计要求（一般要求Q235钢为0.45以上，16锰钢为0.55以上）。

摩擦面木允许有残留氧化铁皮，处理后的摩擦面可生成赤锈面后安装螺栓（一般露天存10d左右），用喷砂处理的摩擦面不必生锈即可安装螺栓。

采用砂轮打磨时，打磨范围不小于螺栓直径的4倍，打磨方向与受力方向垂直，打磨后的摩擦面应无明显不平。

摩擦面防止被油或油漆等污染，如污染应彻底清理干净。

2.2.2检查螺栓孔的孔径尺寸，孔边有毛刺必须清除掉。

2.2.3同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈，应配套装箱待用。

2.2.4电动扳手及手动扳手应经过标定。

操作工艺

3.1工艺流程：

作业准备→选择螺栓并配套→接头组装→安装临时螺栓→安装高强螺栓→

高强螺栓紧固→检查验收

3.2螺栓长度的选择：

扭剪型高强螺栓的长度为螺栓头根部至螺栓梅花卡头切口处的长度。

选用螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度，并且紧固后要露出不少于两扣螺纹的余长，一般按连接板厚加表5-2中的增加长度，并取5mm的整倍数。

表5-2

螺栓公称直径增加长度（mm）

M1625

M2030

M2235

M2440

3.3接头组装：

3.3.1连接处的钢板或型钢应平整，板边、孔边无毛刺；接头处有翘曲、变形必须进行校正，并防止损伤摩擦面，保证摩擦面紧贴。

3.3.2装配前检查摩擦面，试件的摩擦系数是否达到设计要求，浮锈用钢丝刷除掉，油污、油漆清除干净。

3.3.3板叠接触面间应平整，当接触有间隙时，应按规定处理，见表5-3。

表5-3

间隙大小处理方法

1mm以下不作处理

3mm以下将高出的一侧磨成1∶10斜面打磨方面应与受力方面垂直

3mm以上加垫板，垫板两面摩擦面处理方法与构件相同

3.4安装临时螺栓：

连接处采用临时螺栓固定，其螺栓个数为接头螺栓总数的1/3以上；并每个接头不少于两个，冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%。

组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧。

不准用高强螺栓兼作临时螺栓，以防螺纹损伤。

3.5安装高强螺栓：

3.5.1安装时高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。

扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反（大六角头、高强螺栓的垫圈应安装在螺栓头一侧和螺母一侧，垫圈孔有倒角一侧应和螺栓头接触，不得装反）。

3.5.2螺栓不能自由穿入时，不得用气割扩孔，要用绞刀绞孔，修孔时需使板层紧贴，以防铁屑进入板缝，绞孔后要用砂轮机清除孔边毛刺，并清除铁屑。

3.5.3螺栓穿入方向宜一致，穿入高强螺栓用扳手紧固后，再卸下临时螺栓，以高强螺栓替换。

不得在雨天安装高强螺栓，且摩擦面应处于干燥状态。

3.6高强螺栓的紧固：

必须分两次进行，第一次为初拧。

初拧紧固到螺栓标准轴力（即设计预拉力）的60%～80%，初拧的扭矩值不得小于终拧扭矩值的30%。

第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉。

为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。

3.6.1一般接头：

应从螺栓群中间顺序向外侧进行紧固。

3.6.2从接头刚度大的地方向不受约束的自由端进行。

3.6.3从螺栓群中心向四周扩散的方式进行。

初拧扳手应是可以控制扭矩的，初拧完毕的螺栓，应做好标记以供确认。

为防止漏拧，当天安装的高强螺栓，当天应终拧完毕。

终拧应采用专用的电动扳手，如个别作业有困难的地方，也可以采用手动扭矩扳手进行，终拧扭矩须按设计要求进行。

用电动扳手时，螺栓尾部卡头拧断后即表明终拧完毕，检查外露丝扣不得少于2扣，断下来的卡头应放入工具袋内收集在一起，防止从高空坠落造成安全事故。

3.7检查验收：

3.7.1扭剪型高强螺栓应全部拧掉尾部梅花卡头为终拧结束，不准遗漏。

3.7.2个别不能用专用扳手操作时，扭剪型高强螺栓应按大六角头高强螺栓用扭矩法施工。

终拧结束后，检查漏拧、欠拧宜用0.3～0.5kg重的小锤逐个敲检，如发现有欠拧、漏拧应补拧；超拧应更换。

检查时应将螺母回退30°～50°，再拧至原位，测定终拧扭矩值，其偏差不得大于±10%，已终拧合格的做出标记。

3.7.3做好高强螺栓检查记录，经整理后归入技术档案。

质量标准

4.1保证项目：

4.1.1高强螺栓的型式、规格和技术条件必须符合设计要求及有关标准的规定，检查质量证明书及出厂检验报告。

复验螺栓预拉力符合规定后方准使用。

4.1.2连接面的摩擦系数（抗潜移系数）必须符合设计要求。

表面严禁有氧化铁皮、毛刺、飞溅物、焊疤、涂料和污垢等，检查摩擦系数试件试验报告及现场试件复验报告。

4.1.3初拧扭矩扳手应定期标定。

高强螺栓初拧、终拧必须符合施工规范及设计要求，检查标定记录及施工记录。

4.2基本项目：

4.2.1外观检查：

螺栓穿入方向应一致，丝扣外露长度不少于2扣。

4.2.2扭剪型高强螺栓尾部卡头终拧后应全部拧掉。

4.2.3摩擦面间隙符合施工规范的要求。

成品保护

5.1结构防腐区段（如酸洗车间）应在连接板缝、螺头、螺母、垫圈周边涂抹防腐腻子（如过氯乙烯腻子）封闭，面层防腐处理与该区钢结构相同。

5.2结构防锈区段，应在连接板缝、螺头、螺母、垫圈周边涂快干红丹漆封闭，面层防锈处理与该区钢结构相同。

应注意的质量问题

6.1装配面不符合要求：

表面有浮锈、油污，螺栓孔有毛刺、焊瘤等，均应清理干净。

6.2连接板拼装不严：

连接板变形，间隙大，应校正处理后再使用。

6.3螺栓丝扣损伤：

螺栓应自由穿入螺孔，不准许强行打入。

6.4扭矩不准：

应定期标定扳手的扭矩值，其偏差不大于5%，严格按紧固顺序操作。

质量记录

本工艺标准应具备以下质量记录：

7.1高强螺栓、螺母、垫圈组成的连续副的出厂质量证明、出厂一检验报告。

7.2高强螺栓预拉力复验报告。

7.3摩擦面抗滑移系数（摩擦系数）试验及复验报告。

7.4扭矩扳手标定记录。

7.5设计变更、洽商记录。

7.5施工检查记录。

大六角高强度螺栓连接工艺标准（503-1996）

范围

本工艺标准适用于钢结构安装工程，大六角高强度螺栓连接的施工技术。

施工准备

2.1材料：

2.1.1螺栓、螺母、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；

2.1.2大六角头高强度螺栓的规格、尺寸及重量应符合表5-4的规定。

2.1.3大六角高强度螺母的规格、尺寸及重量应符合表5-5的规定。

2.1.4高强度垫圈的规格、尺寸及重量应符合表5-6的规定。

2.1.5不同等级的大六角头高强度螺栓的材料性能必须符合表5-7的规定。

2.1.6不同规格的高强度螺栓的机械性能、拉力应符合表5-8的规定。

2.1.7大六角头高强度螺栓的硬度应符合表5-9的规定。

2.1.8大六角头高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、二个垫圈、一个螺母组成，螺栓、螺母和垫圈应按表5-10规定配套使用。

2.1.9大六角头高强度螺栓验收入库后应按规格分类存放。

应防雨、防潮，遇有螺纹损伤或螺栓、螺母不配套时不得使用。

2.1.10大六角头高强度螺栓存放时间过长，或有锈蚀时，应抽样检查紧固轴力，待满足要求后方可使用。

螺栓不得粘染泥土、油污，必须清理干净。

2.2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、手工扳手、钢丝刷、冲子、

钢结构用大六角头高强度螺栓的规格、尺寸及重量表5-4

公称尺寸121620（22）24（27）30

最大12.4316.4320.5222.5224.5227.8430.84

最小11.5715.5719.4821.4823.4826.1629.16

e（mm）22.7829.5637.2939.5545.2050.8555.37

dw（mm）19.224.931.433.338.042.846.5

5最大21273436414650

（mm）最小20.1626.163335404549

h最大7.9510.7513.4014.9015.9017.9019.75

（mm）最小7.059.2511.6013.1014.1016.1017.65

r（mm）最小1.01.01.51.51.52.02.0

c最大0.80.80.80.80.80.80.8

（mm）最小0.40.40.40.40.40.40.4

z（mm）最大2.63.03.83.84.54.55.3

l0（mm）25；3030；3535；4040；4545；5050；5555；60

l（mm）

公称最小最大

3533.7536.2549.4

4038.7541.2554.2

4543.7546.2557.8113.0

5048.7551.2562.5121.3207.3

5553.556.;567.3127.9220.3269.3

6058.561.572.1136.2233.3284.9357.2

6563.566.576.8144.5243.6300.5375.7503.2

7068.571.581.6152.8256.5313.2394.2527.1658.2

7573.576.586.3161.2269.5328.9409.1551.0687.5

8078.581.5169.5282.5344.5428.6570.2716.8

8583.2586.75177.8295.5360.1446.1594.1740.3

9088.2591.75186.1308.5375.8464.7617.9769.6

9593.2596.75194.4321.4391.4483.2641.8799.0

10098.25101.75202.8334.4407.0501.7665.7828.3

续表

110108.25111.75219.4360.4438.3538.8713.5886.9

120118.25121.75236.1386.3469.6575.9761.3945.6

130128132252.7412.3500.8612.9809.11004.2

140138142438.3532.1650.0856.91062.8

150148152464.2563.4687.1904.71121.5

160156165490.2594.6724.2952.41180.1

170166174625.9761.21000.21238.7

180176184657.2798.31048.01297.4

190186194688.4835.41095.81356.0

200196204719.7872.41143.61414.7

220216224782.2946.61239.21531.9

2402302441020.71334.71649.2

2602562641430.31766.5

注：

1.括号内的规格，尽可能不采用。

2.虚线以上部分的螺纹长度，按l0栏内的前面数值采用（亦允许螺杆上全部制出螺纹）；虚线以下部分的螺纹长度,按l0栏内的后面数值采用。

3.dw的最大尺寸，等于5的实际尺寸。

钢结构用高强度大六角螺母的规格、尺寸及重量表5-5

d（mm）121620（22）24（27）30

5（mm）最大最小2120.162726.1634333635414046455049

h（mm）最大最小12.311.8717.116.420.719.423.622.324.222.927.626.330.729.1

e（mm）dw（mm）最小22.7819.229.5624.937.2931.439.5533.345.2038.050.8542.855.3746.6

c（mm）最大最小0.80.40.80.40.80.40.80.40.80.40.80.40.80.4

每1000个螺母的重量（kg）≈27.6861.51118.77146.59202.67288.51374.01

注：

1.括号内的规格，尽可能不采用。

2.dw的最大尺寸，等于5的实际尺寸。

钢结构用高强度垫圈的规格、尺寸及重量表5-6

公称直径（螺纹直径d）（mm）121620（22）24（27）30

d1（mm）最大最小（公称）13.431317.431721.522123.522325.522528.522831.6231

d2（mm）最大（公称）最小2523.73331.44038.44240.44745.45250.45654.1

t（mm）最大最小3.32.53.32.54.33.55.34.55.34.56.35.56.35.5

c（mm）最大最小1.61.21.61.22.21.82.21.82.21.82.92.52.92.5

每1000个垫圈的重量（kg）≈9.0315.9629.8439.3950.7172.0981.96

注：

括号内的规格，尽可能不采用。

不同等级的大六角头高强度螺栓的材料性能表5-7

性能等级抗拉强度σbN/mm2（kgf/mm2）屈服强度σ0.2N/mm2（kgf/mm2）伸长率δ5（%）收缩率ψ（%）冲击韧性αkJ/cm2（kgf·m/cm2）

不小于

10.951040～1240（106～146）940（95）104259（6）

8.85830～1030（85～105）660（6

124578（

锤子等等。

2.3作业条件：

2.3.1高强度螺栓连接摩擦面必须符合设计要求，摩擦系数必须达到设计要求。

摩擦面不允许有残留氧化铁皮。

2.3.2摩擦面的处理与保存时间、保存条件应与摩擦系数试件的保存时间、条件相同。

2.3.3施工部位摩擦面应防止被油污和油漆等污染，如有污染必须彻底清理干净。

2.3.4调整扭矩扳手。

根据施工技术要求，认真调整扭矩扳手。

扭矩扳手的扭矩值应

不同规格大六角头高强度螺栓的机械性能、拉力表5-8

公称直径d（mm）121620（22）24（27）30

公称应力截面积A5（mm2）84.3157245303353459561

性能10.95拉力载荷87700～（16600～10700）～（16600～19800）～（26000～19800）～（32100～38300）～（37400～44600）～（48600～58000）～（59400～70900）

等级8.85N（kgf）70000～86800（7140～8850）～（13300～16500）～（20700～25700）～（25600～31800）～（29900～37000）～（38800～48200）～（47500～58900）

螺栓硬度表5-9

性能等级维氏硬度HV30洛氏硬度HRC

10.95312～36733～39

8.85249～29624～31

螺栓、螺母和垫圈的配套表5-10

螺栓螺母垫圈

10.9510HHRC34～45

8.858HHRC35～45

在允许偏差范围之内。

施工用的扭矩扳手，其误差应控制在±5%以内。

校正用的扭矩扳手。

其误差应控制在±3%以内。

2.3.4.1当施工采用电动扳手时，在调好档位后应用扭矩测量扳手反复校正电动扳手的扭矩力与设计要求是否一致。

扭矩值过高，会使高强度螺栓过拧，造成螺栓超负载运行，随着时间过长，会使大六角头高强度螺栓产生裂纹等隐患。

当扭矩值过低时，会使高强度螺栓达不到预定紧固值，从而造成钢结构连接面摩擦系数下降，承载能力下降。

2.3.4.2当施工采用手动扳手时，应每天用扭矩测量扳手检测手动扳手的紧固位置是否正常，检查手动扳手的显示信号是否灵敏，防止超拧或紧固不到位。

2.3.5检查螺栓孔的孔径尺寸，孔边毛刺必须彻底清理。

2.3.6将同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈配好套，装箱待用。

2.3.7应对大六角头高强度螺栓的操作者进行培训或技术交底，其内容如下：

2.3.7.1大六角头高强度螺栓的使用特点和要求。

2.3.7.2高强度螺栓的扭矩系数和摩擦系数。

2.3.7.3高强度螺栓紧固工艺要点和紧固原则。

2.3.7.4高强度螺栓的储运、保管和现场施工要求。

2.3.7.5高强度螺栓扭矩扳手的性能和使用方法。

2.3.7.6高强度螺栓电动扳手的性能和使用方法。

2.3.7.7高强度螺栓紧固后的自检自查要求和检查方法、内容。

操作工艺

3.1工艺流程：

作业准备→接头组装→安装临时螺栓→安装高强螺栓→高强螺栓紧固→检查验收

3.2作业准备：

3.2.1备好扳手、临时螺栓、过冲、钢丝刷等工具，主要应对施工扭矩的校正，就是对所用的扭矩扳手，在班前必须校正，扭矩校正后才准使用。

扭矩校正应指定专人负责。

3.2.2大六角头高强度螺栓长度选择，考虑到钢构件加工时采用钢材一般均为正公差，有时材料代用又多是以大代小，以厚代薄居多，所以连接总厚度增加3～4mm的现象很多，因此，应选择好高强度螺栓长度，一般以紧固后长出2～3扣为宜，然后根据要求配好套备用。

3.3接头组装：

3.3.1对摩擦面进行清理，对板不平直的，应在平直达到要求以后才能组装。

摩擦面不能有油漆、污泥，孔的周围不应有毛刺，应对待装摩擦面用钢丝刷清理，其刷子方向应与摩擦受力方向垂直。

3.3.2遇到安装孔有问题时，不得用氧-乙炔扩孔，应用扩孔钻床扩孔，扩孔后应重新清理孔周围毛刺。

3.3.3高强度螺栓连接面板间应紧密贴实，对因板厚公差、制造偏差或安装偏差等产生的接触面间隙，应按表5-11的规定处理。

接触面间隙处理表5-11

项目示意图处理方法

1t<1.0mm时不予处理

2t=1.0～3.0mm时，将厚板一侧磨成1∶10的缓坡，使间隙小于1.0mm

3t<3.0mm时加垫板，垫板厚度不小于3mm，最多不超过三层，垫板材质和摩面处理方法应与构件相同

按表5-11中的规定控制间隙，能保证连接后结构件传力均匀。

3.4安装临时螺栓：

3.4.1钢构件组装时应先安装临时螺栓，临时安装螺栓不能用高强度螺栓代替，临时安装螺栓的数量一般应占连接板组孔群中的1/3，不能少于2个。

3.4.2少量孔位不正，位移量又较少时，可以用冲钉打入定位，然后再上安装螺栓。

3.4.3板上孔位不正，位移较大时应用绞刀扩孔。

3.4.4个别孔位位移较大时，应补焊后重新打孔。

3.4.5不得用冲子边校正孔位边穿入高强度螺栓。

3.4.6安装螺栓达到30%时，可以将安装螺栓拧紧定位。

3.5安装高强度螺栓：

3.5.1高强度螺栓应自由穿入孔内，严禁用锤子将高强度螺栓强行打入孔内。

3.5.2高强度螺栓的穿入方向应该一致，局部受结构阻碍时可以除外。

3.5.3不得在下雨天安装高强度螺栓。

3.5.4高强度螺栓垫圈位置应该一致，安装时应注意垫圈正、反面方向。

3.5.5高强度螺栓在检孔内不得受剪，应及时拧紧。

3.6高强度螺栓的紧固：

3.6.1大六角头高强度螺栓全部安装就位后，可以开始紧固。

紧固方法一般分两步进行，即初拧和终拧。

应将全部高强度螺栓进行初拧，初拧扭矩应为标准轴力的60%～80%，具体还要根据钢板厚度、螺栓间距等情况适当掌握。

若钢板厚度较大，螺栓布置间距较大时，初拧轴力应大一些为好。

3.6.2初拧紧固顺序，根据大六角头高强度螺栓紧固顺序规定，一般应从接头刚度大的地方向不受拘束的自由端顺序进行；或者从栓群中心向四周扩散方向进行。

这是因为连接钢板翘曲不牢时，如从两端向中间紧固，有可能使拼接板中间鼓起而不能密贴，从而失去了部分摩擦传力作用。

3.6.3大六角头高强度螺栓初拧应做好标记，防止漏拧。

一般初拧后标记用一种颜色，终拧结束后用一种颜色，加以区别。

图5-1，是高强度螺栓初拌和终拧的标记。

图5-1高强度螺栓初、终拧

3.6.4为了防止高强度螺栓受外部环境的影响，使扭矩系数发生变化，故一般初拧、终拧应该在同一天内完成。

3.6.5凡是结构原因，使个别大六角头高强度螺栓穿入方向不能一致，当拧紧螺栓时，只准在螺母上施加扭矩，不准在螺杆上施加扭矩，防止扭矩系数发生变化。

3.7大六角头高强度螺栓检查验收

3.7.1施工操作中的工艺检查。

在施工过程中检查施工工艺是否按施工工艺要求进行，具体工艺检查内容有以下几项：

3.7.1.1是否用临时螺栓安装，临时螺栓数量是否达到1/3以上。

3.7.1.2高强螺栓的进入是否自由进入，严禁用锤强行打入。

3.7.1.3高强度螺栓紧固顺序正确与否，紧固方法是否正确。

3.7.1.4抽检测定扭矩扳手的扭矩值，是否在设计允许范围之内。

3.7.1.5检查连接面钢板的清理情况，保证摩