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【摘要】由于使用高强螺栓来安装钢结构具有牢固、抗震、受力好等诸多好处，因此，高强螺栓在钢结构中的应用也越来越广泛。本文通过研究高强螺栓的相关问题，以及其在钢结构中的应用，来分析如何更好的在钢结构中使用高强螺栓。
【关键词】高强螺栓；钢结构；应用
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
一、前言
在使用高强螺栓进行钢结构安装的时候，首先必须要明确到强度螺栓的特质，在充分掌握高强度螺栓的特性之后，再有针对性的开展使用高强度螺栓进行钢结构施工的工作，明确安装的各个要点，确保更好的利用高强螺栓，让钢结构链接更加的便利和坚牢。
二、高强螺栓的分类
普通螺栓一般由普通钢材(Q235)制成，仅需要拧紧就可以了。而高强螺栓在工程的应用，主要由高强钢材制成的,如：45号钢(8.8s)，20MnTiB（10.9s）。20MnTiB适用于工业与民用建筑、公路与铁路桥梁、塔架、管道支架、起重机械及其它钢结构摩擦型连接的扭剪型连钢结构螺栓接副。其预应力螺栓, 用扭矩扳手施加规定预应力, 从以下两种方式来考虑高强螺栓的分类总结如下:
1、从设计时不同受力方式的计算将高强螺栓分为承压型连接用高强螺栓和摩擦型连接用高强螺栓。
2、从高强螺栓的外形和施工工艺的不同将高强螺栓分为大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓。摩擦型高强度螺栓,用扭矩搬手按其终拧扭矩进行施工。扭剪型高强度螺栓,用电动搬手拧掉梅花头就可以了。由于设计和受力方法的差异，摩擦型是针对承压型的。扭剪型是针对大六角头螺栓来说的，是根据高强螺栓产品品种和施工方法的差异。扭剪型螺栓也可以用于摩擦型设计。
三、高强螺栓的施工
1、摩擦面的施工
根据高强度螺栓连接的原理,钢结构板层间的摩擦系数将大大影响节点的承载力，在相同的预拉力下，磨擦系数越大，板层间的摩擦力越大，钢结构的连接就更为安全可靠。要增大摩擦系数就必须对钢板的接触面进行表面处理，以达到设计要求，通常施工中摩擦面的处理方式有以下三种：
（一）喷砂、喷丸、抛丸
喷丸、抛丸选用粒径要求1.2～3.0mm，压缩空气压力0.4～0.6MPa且不允许含有水分及任何油脂，喷距要求100～300mm，喷角要求900～450,喷砂、抛丸表面粗糙度达50～70μm,可不经生锈期即可拧紧高强螺栓,但是施工必须严格遵守作业条件及注意事项。
（二）砂轮打磨
可采用风动、电动砂轮机对摩擦面进行打磨，打磨方向应与构件受力方向垂直，打磨范围不能小于4倍螺栓孔直径，打磨后表面呈光亮色泽，打磨后必须经一定的自然生锈周期，方可施工拧紧。
（三）其他摩擦面加工方法
采用氧-乙炔焊枪火焰法，对处理表面加热、应全部除去氧化层，施工仅限于对抗滑移系数不高的连接面场合，一般ｆ＝0.35。
2、螺栓的验收、存放
（一）螺栓、螺母、垫片均应附有质量证明书，并且符合设计要求和国家标准的规定，高强螺栓连接副出厂时必须随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。
（二）高强螺栓入库应按规格、批次分类存放，同批内因要配套使用，不得混放、混用，并且保存要注意防潮、防雨，如螺栓、螺母、垫圈存放时间过长或有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，合格后方可使用，螺栓等不可被泥土、油污沾染，应保持洁净、干燥状态。
（三）施工現场需安装的高强螺栓必须进行连接副预拉力复验，并出具复验报告，并且按照钢结构验收规范要求，进行摩擦面抗滑移系数试验，并出具试验报告。
3、螺栓长度的选用
考虑到钢构件加工时采用钢板一般均为正公差，有时材料代用也多是以厚代薄，所以连接总厚度增加3～4mm的现象较多。所以对于螺栓长度的选择：扭剪型高强螺栓的长度为螺头下支承面至螺尾切口处的长度；对高强大六角头螺栓应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度。
4、螺栓的拧紧
（一）扭矩扳手的调整。
施工用扭矩扳手的扭矩值应在允许偏差范围之内，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，当施工采用电动扳手时，再调好档位后应用扭矩测量扳手反复校正电动扳手的扭矩值与设计要求是否一致。
（二）高强螺栓的预拉力。
高强螺栓的设计预拉力由螺栓的有效面积和钢材的屈服强度决定。在实际安装过程中，由于各种因素的影响，一般将螺栓设计预拉力提高10%作为实际施工预拉力，并且要求施工预拉力误差不大于±10%，以保证紧固后螺栓实际预拉力满足要求。
高强螺栓的预拉力是通过扭紧螺栓来实现的。高强度螺栓有一个极为重要的特性参数—扭矩系数，它表示施拧时加在螺母上的扭矩与螺栓中导入的预拉力之间的关系，其数学表达式为： T=P*d*K
其中T为施工扭矩值，P为螺栓预拉力，d为螺栓公称直径，K为扭矩系数，取值在0.11～0.15之间。
（三）螺栓的紧固。
高强螺栓全部安装就位后，可以开始紧固，紧固方法一般分两次进行，即初拧和终拧，应将全部高强螺栓进行初拧，初拧扭矩应为标准扭矩的60%～80%，第二次紧固为终拧，终拧宜用电动扳手，大六角高强度螺栓要紧固到标准值，偏差不大于±10%，扭剪型高强度螺栓应将梅花卡头拧掉。
紧固顺序一般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紧贴，从而失去部分摩擦传力作用。
四、高栓施拧及检查
1、高强螺栓安装
（一） 在拼装现场，首先用公称直径比钢梁设计孔径小0.2mm的冲钉将板束准确对孔，再用部分普通螺栓将板层充分压紧。
（二） 在支架上拼装钢桁梁时，冲钉和高强螺栓总数量不得少于孔眼总数的1/3，其中冲钉应占2/3，孔眼较少部位冲钉和高强螺栓数量不得少于6个。钢梁悬臂或半悬臂拼装时，采用50%冲钉并受力，另采用30%高强度螺栓，然后拉吊钩，尽快补齐20%螺栓孔。初拧、终拧后再将冲钉分批换成高强度螺栓并施拧。
（三）高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整好后进行，其穿入方向以施工方便为准，使全桥保持方向一致。组装时，螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈，垫圈有内倒角的一侧应朝向螺栓头、螺母支承面。
（四）安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持清洁，不得在雨雪或空气湿度超过90%天气中作业。
（五）对高强度螺栓加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于一个部位，不得混用，在一个节点上不同时使用两个生产厂家生产的同一直径的螺栓。
2、 高强度螺栓施拧
（一）高强度螺栓拧紧应分为初拧、终拧，采用的扳手应进行编号，使每一个螺栓的施拧都具有可追溯性，以便进行检查。
（二）初拧前，应对安装的螺栓进行外观检查，查看螺栓规格有无用错者；螺母、垫圈有无装反者；螺栓朝向是否符合要求。检查无误后，即可用标定好初拧扭矩值的电动扳手进行初拧，初拧扭矩值为终拧扭矩值的50%。
（三）初拧完毕，逐一敲击检查，初拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止转动，防止螺杆与螺母同时转动影响扭矩值。初拧后的高强螺栓应用油漆划线（白色）在螺母上进行直线标记，标记节点板、垫圈、螺母与螺栓的相对位置后方可终拧。
（四）终拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止螺栓、垫圈与螺母一起转动，终拧后螺栓应用另一种油漆颜色（红色）在螺杆头上进行标记。
（五）施拧顺序：无论使用电动扳手、表盘扳手或带响扳手，均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，从节点刚度大的部分向不受约束的边缘进行，否则影响螺栓群的合格率。
五、结束语
使用高强螺栓来链接钢结构首先要明确所实施的工程对于高强螺栓的使用频率，以及要选用哪一种高强螺栓。选择优质、合适的高强螺栓才能够确保后续的施工能够顺利开展。施工中对于高强螺栓的各项施工要素要进行必要的掌握，确保高强螺栓能够很好的利用在钢结构的施工中。
参考文献
[1] JGJ82-91《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》
[2] GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
[3] 郭淑珍. 钢结构的施工技术及应用[J]. 林业科技情报，2004，01(01)：34-35.
【关键词】高强螺栓；钢结构；应用
中图分类号：TU391文献标识码： A 文章编号：
一、前言
在使用高强螺栓进行钢结构安装的时候，首先必须要明确到强度螺栓的特质，在充分掌握高强度螺栓的特性之后，再有针对性的开展使用高强度螺栓进行钢结构施工的工作，明确安装的各个要点，确保更好的利用高强螺栓，让钢结构链接更加的便利和坚牢。
二、高强螺栓的分类
普通螺栓一般由普通钢材(Q235)制成，仅需要拧紧就可以了。而高强螺栓在工程的应用，主要由高强钢材制成的,如：45号钢(8.8s)，20MnTiB（10.9s）。20MnTiB适用于工业与民用建筑、公路与铁路桥梁、塔架、管道支架、起重机械及其它钢结构摩擦型连接的扭剪型连钢结构螺栓接副。其预应力螺栓, 用扭矩扳手施加规定预应力, 从以下两种方式来考虑高强螺栓的分类总结如下:
1、从设计时不同受力方式的计算将高强螺栓分为承压型连接用高强螺栓和摩擦型连接用高强螺栓。
2、从高强螺栓的外形和施工工艺的不同将高强螺栓分为大六角头高强螺栓和扭剪型高强螺栓。摩擦型高强度螺栓,用扭矩搬手按其终拧扭矩进行施工。扭剪型高强度螺栓,用电动搬手拧掉梅花头就可以了。由于设计和受力方法的差异，摩擦型是针对承压型的。扭剪型是针对大六角头螺栓来说的，是根据高强螺栓产品品种和施工方法的差异。扭剪型螺栓也可以用于摩擦型设计。
三、高强螺栓的施工
1、摩擦面的施工
根据高强度螺栓连接的原理,钢结构板层间的摩擦系数将大大影响节点的承载力，在相同的预拉力下，磨擦系数越大，板层间的摩擦力越大，钢结构的连接就更为安全可靠。要增大摩擦系数就必须对钢板的接触面进行表面处理，以达到设计要求，通常施工中摩擦面的处理方式有以下三种：
（一）喷砂、喷丸、抛丸
喷丸、抛丸选用粒径要求1.2～3.0mm，压缩空气压力0.4～0.6MPa且不允许含有水分及任何油脂，喷距要求100～300mm，喷角要求900～450,喷砂、抛丸表面粗糙度达50～70μm,可不经生锈期即可拧紧高强螺栓,但是施工必须严格遵守作业条件及注意事项。
（二）砂轮打磨
可采用风动、电动砂轮机对摩擦面进行打磨，打磨方向应与构件受力方向垂直，打磨范围不能小于4倍螺栓孔直径，打磨后表面呈光亮色泽，打磨后必须经一定的自然生锈周期，方可施工拧紧。
（三）其他摩擦面加工方法
采用氧-乙炔焊枪火焰法，对处理表面加热、应全部除去氧化层，施工仅限于对抗滑移系数不高的连接面场合，一般ｆ＝0.35。
2、螺栓的验收、存放
（一）螺栓、螺母、垫片均应附有质量证明书，并且符合设计要求和国家标准的规定，高强螺栓连接副出厂时必须随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告。
（二）高强螺栓入库应按规格、批次分类存放，同批内因要配套使用，不得混放、混用，并且保存要注意防潮、防雨，如螺栓、螺母、垫圈存放时间过长或有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，合格后方可使用，螺栓等不可被泥土、油污沾染，应保持洁净、干燥状态。
（三）施工現场需安装的高强螺栓必须进行连接副预拉力复验，并出具复验报告，并且按照钢结构验收规范要求，进行摩擦面抗滑移系数试验，并出具试验报告。
3、螺栓长度的选用
考虑到钢构件加工时采用钢板一般均为正公差，有时材料代用也多是以厚代薄，所以连接总厚度增加3～4mm的现象较多。所以对于螺栓长度的选择：扭剪型高强螺栓的长度为螺头下支承面至螺尾切口处的长度；对高强大六角头螺栓应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度。
4、螺栓的拧紧
（一）扭矩扳手的调整。
施工用扭矩扳手的扭矩值应在允许偏差范围之内，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，当施工采用电动扳手时，再调好档位后应用扭矩测量扳手反复校正电动扳手的扭矩值与设计要求是否一致。
（二）高强螺栓的预拉力。
高强螺栓的设计预拉力由螺栓的有效面积和钢材的屈服强度决定。在实际安装过程中，由于各种因素的影响，一般将螺栓设计预拉力提高10%作为实际施工预拉力，并且要求施工预拉力误差不大于±10%，以保证紧固后螺栓实际预拉力满足要求。
高强螺栓的预拉力是通过扭紧螺栓来实现的。高强度螺栓有一个极为重要的特性参数—扭矩系数，它表示施拧时加在螺母上的扭矩与螺栓中导入的预拉力之间的关系，其数学表达式为： T=P*d*K
其中T为施工扭矩值，P为螺栓预拉力，d为螺栓公称直径，K为扭矩系数，取值在0.11～0.15之间。
（三）螺栓的紧固。
高强螺栓全部安装就位后，可以开始紧固，紧固方法一般分两次进行，即初拧和终拧，应将全部高强螺栓进行初拧，初拧扭矩应为标准扭矩的60%～80%，第二次紧固为终拧，终拧宜用电动扳手，大六角高强度螺栓要紧固到标准值，偏差不大于±10%，扭剪型高强度螺栓应将梅花卡头拧掉。
紧固顺序一般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紧贴，从而失去部分摩擦传力作用。
四、高栓施拧及检查
1、高强螺栓安装
（一） 在拼装现场，首先用公称直径比钢梁设计孔径小0.2mm的冲钉将板束准确对孔，再用部分普通螺栓将板层充分压紧。
（二） 在支架上拼装钢桁梁时，冲钉和高强螺栓总数量不得少于孔眼总数的1/3，其中冲钉应占2/3，孔眼较少部位冲钉和高强螺栓数量不得少于6个。钢梁悬臂或半悬臂拼装时，采用50%冲钉并受力，另采用30%高强度螺栓，然后拉吊钩，尽快补齐20%螺栓孔。初拧、终拧后再将冲钉分批换成高强度螺栓并施拧。
（三）高强度螺栓的安装应在结构构件中心位置调整好后进行，其穿入方向以施工方便为准，使全桥保持方向一致。组装时，螺栓头一侧及螺母一侧应各置一个垫圈，垫圈有内倒角的一侧应朝向螺栓头、螺母支承面。
（四）安装高强度螺栓时，构件的摩擦面应保持清洁，不得在雨雪或空气湿度超过90%天气中作业。
（五）对高强度螺栓加强管理，同一批号的高强度螺栓、螺母、垫圈使用于一个部位，不得混用，在一个节点上不同时使用两个生产厂家生产的同一直径的螺栓。
2、 高强度螺栓施拧
（一）高强度螺栓拧紧应分为初拧、终拧，采用的扳手应进行编号，使每一个螺栓的施拧都具有可追溯性，以便进行检查。
（二）初拧前，应对安装的螺栓进行外观检查，查看螺栓规格有无用错者；螺母、垫圈有无装反者；螺栓朝向是否符合要求。检查无误后，即可用标定好初拧扭矩值的电动扳手进行初拧，初拧扭矩值为终拧扭矩值的50%。
（三）初拧完毕，逐一敲击检查，初拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止转动，防止螺杆与螺母同时转动影响扭矩值。初拧后的高强螺栓应用油漆划线（白色）在螺母上进行直线标记，标记节点板、垫圈、螺母与螺栓的相对位置后方可终拧。
（四）终拧时螺栓头用套筒扳手卡住防止螺栓、垫圈与螺母一起转动，终拧后螺栓应用另一种油漆颜色（红色）在螺杆头上进行标记。
（五）施拧顺序：无论使用电动扳手、表盘扳手或带响扳手，均从螺栓群中心向外扩展逐一拧紧，从节点刚度大的部分向不受约束的边缘进行，否则影响螺栓群的合格率。
五、结束语
使用高强螺栓来链接钢结构首先要明确所实施的工程对于高强螺栓的使用频率，以及要选用哪一种高强螺栓。选择优质、合适的高强螺栓才能够确保后续的施工能够顺利开展。施工中对于高强螺栓的各项施工要素要进行必要的掌握，确保高强螺栓能够很好的利用在钢结构的施工中。
参考文献
[1] JGJ82-91《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》
[2] GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》
[3] 郭淑珍. 钢结构的施工技术及应用[J]. 林业科技情报，2004，01(01)：34-35.