高強度螺栓連接施工作業(yè)指導書

1、中國水利水電第四工程局有限公司金沙江白鶴灘水電站 1#2#纜機安裝工程金沙江白鶴灘水電站纜機安裝高強螺栓連接施工作業(yè)指導書批準：審查：復核：編寫：中國水利水電第四工程局有限公司白鶴灘施工局纜機安裝項目部二一四年六月二十日高強度螺栓連接施工作業(yè)指導書一、概 述高強度螺栓連接與焊接連接連接已并舉成為鋼結(jié)構(gòu)的主要連接形式，由于其具有受力性能好、耐疲勞、抗震性能好、連接剛度高，施工簡便等優(yōu)點，已被廣泛地應用在建筑鋼結(jié)構(gòu)的工地連接中，成為鋼結(jié)構(gòu)安裝的主要手段之一。高強度螺栓按其受力狀況可分為摩擦型連接、承壓型連接和張拉型連接等，其中摩擦型連接是目前普遍采用的基本連接形式。摩擦型連接：這種連接頭處用高強度

2、螺栓緊固，使連接板層夾緊，利用由此產(chǎn)生于連接板層之間的摩擦力來傳遞外荷載。高強度螺栓在連接接頭中不受剪，只受拉并由此給連接之間施加了接觸壓力，這種連接應力傳遞圓滑，接頭剛性好，通常所指的高強度螺栓連接，就是這種摩擦型連接，其極限破壞狀態(tài)即為連接接頭滑移。承壓型連接：對于高強度螺栓連接接頭，當外力超過摩擦阻力后，接頭發(fā)生明顯的滑移，高強度螺栓桿與連接板孔壁接觸并受力，這時外力靠連接接觸面間的摩擦力、螺栓桿剪切及連接板孔壁承壓三方共同傳遞，其極限破壞狀態(tài)為螺栓剪斷或連接板承壓破壞，該種連接承載力高，可以利用螺栓和連接板的極限破壞強度，經(jīng)濟性能好，但連接變形大，可應用在非重要的構(gòu)件連接中。張拉型連接

3、：當外力與高強度螺栓軸向一致時，如法蘭連接、T型連接等這類高強度螺栓連接稱張拉型連接。該連接的特點是，作用的外力和緊固螺栓時產(chǎn)生在連接件間的壓力相平衡，在外力作用下，螺栓的軸力（拉力）變化很小，仍能使連接件間保持較大的夾緊力，保證接頭獲得較大的剛度。二、施工準備（一）、材料準備高強度螺栓從外形上分為大六角頭和扭剪型兩種；按其性能可分為8.8級、10.9級、12.9級等,目前白鶴灘纜機安裝廣泛使用的大六角頭高強度螺栓有8.8級和10.9級兩種。 1、鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓連接副包括一個螺栓、一個螺母和兩個墊圈（螺頭和和螺母兩側(cè)各一個墊圈）（如圖）。螺栓、螺母、墊圈在組成一個連接副時其性能等級

4、要匹配，見下“鋼結(jié)構(gòu)用大六角頭高強度螺栓連接副匹配表”鋼結(jié)構(gòu)用大六角頭高強度螺栓連接副匹配表螺 栓螺 母墊 圈8.8級8HHRC354510.9級10HHRC35452、螺栓長度的選擇計算螺栓長度的選擇對螺栓的緊固軸力有較大的影響，使用的螺栓長度比標準螺栓長度長或短的螺栓，均會使緊固軸力降低。因此，要正確選擇螺栓長度。高強度螺栓長度選擇可按下式計算：L = L + ns + m + 3p式中 L連續(xù)板厚度，mm； n墊圈個數(shù)，扭剪型高強度螺栓為1，大六角螺栓為2；s高強度螺栓墊圈厚度，mm；m螺母厚度；p螺栓螺紋的螺距，見下表：高強度螺栓螺紋的螺距（mm）螺栓公稱直徑1216202224273

5、0螺距1.7522.52.5333.5經(jīng)計算求得的高強度螺栓的長度L100 mm時，按4舍5入的原則取10的整數(shù)倍。（二）、施工工具準備高強度螺栓連接緊固用施工工具有手動板手和電動扳手兩種。手動緊固時都要使用有明示扭矩值的扳手實擰，使達到高強度螺栓連接副規(guī)定的扭矩和軸力值。一般常用的手動扭矩扳手有：指針式、帶音響式兩種。指針式手動扭矩扳手（如圖），在頭部設(shè)一個指示盤配合套筒頭緊固六角螺栓，當給扭矩扳手預加扭矩實擰時，指示盤即示出扭矩值。帶音響式扭矩扳手（如圖），是一種附有棘輪機構(gòu)預調(diào)式的手動扭矩扳手，配合套筒可緊固各種直徑的螺栓 。在手柄的根部帶有力矩調(diào)整的主副兩個刻度。實擰前操作者按需要調(diào)整

6、預定的扭矩值。調(diào)好預定扭矩刻度后，用手指輕輕地緊固搖桿控制調(diào)整片的旋轉(zhuǎn)，可以防止在使用中刻度發(fā)生失常。扳手的頭部內(nèi)裝有一個24齒的棘輪，轉(zhuǎn)動棘輪施擰到預調(diào)的扭矩值時、便有明顯的音響和手上的感觸。（三）、緊固扭矩的計算準備由于在高強度螺栓的施工中對于大六角高強度螺栓通常采用扭矩法緊固，即用能控制緊固扭矩的帶音響式扳手、指針式扳手或電動扭矩扳手施加扭矩，使螺栓產(chǎn)生預定的預拉力。因此在施工前必須先計算確定施工終擰扭矩，以確保高強度螺栓緊固質(zhì)量?？砂聪率接嬎愦_定：Tc = KPcd式中 Tc 終擰扭矩值（Nm）； Pc 施工預拉力值標準值（kN），見下表； d 螺栓公稱直徑（mm）； K 扭矩系數(shù)，根

7、據(jù)生產(chǎn)廠提供的扭矩系數(shù)值或按規(guī)范規(guī)定試驗確定。高強度螺栓連接副施工預拉力標準值（kN）螺栓的性能等級螺栓公稱直徑（mm）M16M20M22M24M27M308.8s7512015017022527510.9s110170210223320390三、高強度螺栓的儲運與保管在高強度螺栓連接副使用前須加強高強度螺栓的儲運與保管。其目的主要是防止螺栓、螺母、墊圈組成的連接副的扭矩系數(shù)發(fā)生變化，這是高強度螺栓連接的一項重要標志。主要的儲運與保管措施有：1、高強度螺栓連接副應由制造廠按批配套供應，每個包裝箱內(nèi)都必須配套裝有螺栓、螺母及墊圈，包裝箱應能滿足儲運的要求，并具備防水、密封的功能。包裝箱內(nèi)應帶有產(chǎn)

8、品合格證和質(zhì)量保證書；包裝箱外表面應注明批號、規(guī)格及數(shù)量。2、在運輸、保管及使用過程中應輕裝輕卸，防止損傷螺紋，發(fā)現(xiàn)螺紋損傷嚴重或雨淋過的螺栓不應使用。3、螺栓連接副應成箱在室內(nèi)倉庫保管，地面應有防潮措施，并按批號、規(guī)格分類堆放，保管使用中不得混批。高強度螺栓連接副包裝箱碼放底層應架空，距地面高度大于300mm，碼高一般不大于56層。4、使用前盡可能不要開箱，以免破壞包裝的密封性。開箱取出部分螺栓后也應原封包裝好，以免沾染灰塵和銹蝕。5、高強度螺栓連接副在安裝使用時，工地應按當天計劃使用的規(guī)格和數(shù)量領(lǐng)取，當天安裝剩余的也應妥善保管，有條件的話應送回倉庫保管。6、在安裝過程中，應注意保護螺栓，不

9、得沾染沙等臟物和有碰傷螺紋。使用過程中如發(fā)現(xiàn)異常情況，應立即停止施工，經(jīng)檢查確認無誤后再行施工。7、高強度螺栓連接副的保管時間不應超過6個月。當由于停工、緩建等原因，保管周期超過6個月時，若再次使用須按要求進行扭矩系數(shù)試驗或緊固軸力試驗，檢驗合格后方可使用。四、高強度螺栓連接施工高強度螺栓的連接施工包括節(jié)點處理、螺栓安裝、螺栓緊固、擰緊順序和緊固方法等五個主要控制環(huán)節(jié)與步驟：（一）、節(jié)點處理高強度螺栓連接應在其結(jié)構(gòu)架設(shè)調(diào)整完畢后，再對接合件進行矯正，消除接合件的變形、錯位和錯孔，板束接合摩擦面貼緊后，進行安裝高強度螺栓。為了接合部板束間摩擦面貼緊、結(jié)合良好，先用臨時普通螺栓和手動扳手緊固，達到

10、貼緊為止。在每個節(jié)點上穿入臨時螺栓的數(shù)量應由計算決定，一般不得少于高強度螺栓總數(shù)的1/3。最少不得少于二個臨時螺栓。沖釘穿入螺栓的數(shù)量不宜多于臨時螺栓總數(shù)的30%。不允許用高強度螺栓兼作臨時螺栓，以防止損傷螺紋，引起扭矩系數(shù)的變化。對于鋼板厚公差、制造偏差或安裝偏差產(chǎn)生的接合面間隙：a 。在接合面間隙：a1.0 mm時,可不作處理；1.0 mma3.0 mm時將厚板的一側(cè)磨成1：10的緩坡，使間隙小于1.00 mm；當a3.0 mm時，加墊板，墊板的材質(zhì)和摩擦面處理與構(gòu)件相同。（二）、螺栓安裝高強度螺栓安裝在節(jié)點全部處理好后進行；高強度螺栓穿入方向要一致。一般應以施工便利為宜，對于箱形截面部件

11、的接合部，全部從內(nèi)向外插入螺栓，在外側(cè)進行緊固。如操作不便，可將螺栓從反方向插入。高強度螺栓連接副組裝時，螺母帶圓臺面的一側(cè)應朝向墊圈有倒角的一側(cè)、螺栓頭下墊圈有倒角的一側(cè)應朝向螺栓頭。嚴禁強行穿入螺栓；如不能穿入時，螺栓應用絞刀進行修整，用絞孔修整前應對其四周的螺栓全部擰緊，使板疊密貼后再進行。修整時應防止鐵屑落入板疊縫中。絞孔完成后用砂輪除去螺栓孔周圍的毛刺，同時掃清鐵屑。（三）、螺栓緊固高強度螺栓緊固時，應分初擰、終擰。對于大型節(jié)點應分初擰、復擰和終擰。1、初擰：由于鋼結(jié)構(gòu)的制作、安裝等原因發(fā)生翹曲、板層間不密貼的現(xiàn)象。當連接點螺栓較多時，先緊固的螺栓就有一部分軸力消耗在克服鋼板的變形上

12、、先緊固的螺栓則由于其周圍螺栓緊固以后，其軸力分攤而降低。所以，為了盡量縮小螺栓在緊固過程中由于鋼板變形等影響，規(guī)定高強度螺栓緊固時，至少分二次緊固。第一次緊固稱之為初擰。初擰扭矩為終擰扭矩的30%50%左右。2、復擰：即對于大型節(jié)點高強度螺栓初擰完成后，在初擰的基礎(chǔ)上，再重復緊固一次，故稱之為復擰，復擰扭矩值等于初擰扭矩值。3、終擰：對安裝的高強度螺栓作最后的緊固，稱之為終擰。終擰的軸力值以標準軸力為目標，并應符合設(shè)計要求。（四）、擰緊順序每組高強度螺栓擰緊順序應從節(jié)點中心向邊緣依次施擰，使所有的螺栓都能有效起作用，詳見下表：高強度螺栓擰緊順序節(jié)點型式圖示說明板式節(jié)點接合部從中部螺栓向兩端螺

13、栓緊固箱形部件節(jié)點接合部A、B、C、D螺栓群的緊固，沿箭頭方向進行H型鋼緊固順序按下列順序緊固：1、柱側(cè)連接板2、腹板連接板3、上翼連接板4、下翼連接板各板按順序號緊固（五）、緊固方法高強度螺栓的擰緊，根據(jù)螺栓的構(gòu)造型式有兩種不同的方法。對于大六角高強度螺栓的擰緊，通常采用扭矩法和轉(zhuǎn)角法：（1）、扭矩法：即用能控制緊固扭矩的帶響扳手、指針式扳手或電動扭矩扳手按照前頁所敘而計算確定的施工緊固扭矩進行終擰。（白鶴灘使用此方法）（2）、轉(zhuǎn)角法：轉(zhuǎn)角法按初擰和終擰兩個步驟進行，第一次用示功扳手和風動扳手擰緊到預定的初擰值；終擰用風動機或其它方法將初擰后的螺栓再轉(zhuǎn)一個角度，以達到螺栓預拉力的要求。其角度

14、大小與螺栓性能等級，螺栓類型、連接板層數(shù)及連接板厚度有關(guān)。其值可作試驗確定。（六）、施工程序a、大六角頭高強度螺栓施工工藝流程領(lǐng)用螺栓工具的準備螺栓準備摩擦面準備六角頭螺栓工具準備準備緊固工具工具調(diào)整工具檢查及管理普通螺栓準備六角頭高強度螺栓準備領(lǐng)取螺栓螺栓的管理螺栓的管理摩擦面處理組合部件裝配部件組裝緊固作業(yè)裝配精度緊固的軸力初 擰六角頭高強度螺栓安裝緊固檢查緊固完了檢查過程檢查扭矩檢查五、施工質(zhì)量控制高強度螺栓連接施工質(zhì)量直接影響著整個結(jié)構(gòu)的安全，是質(zhì)量過程控制的重要一環(huán)。主要可從下列幾方面進行著手控制：（一）、進場質(zhì)量控制高強度螺栓連接副進場應配套成箱供貨，且附有出廠合格證、質(zhì)量證明書及

15、質(zhì)量檢驗報告，質(zhì)檢員應逐項與設(shè)計要求及現(xiàn)行國家標準對照，對不符合的連接副不得使用。1、進場的大六角頭高強度螺栓連接副應進行扭矩系數(shù)復驗。在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中每批隨機抽取8套連接副進行復驗。每套連接副只應做一次試驗，不得重復使用。連接副扭矩系數(shù)的復驗應將螺栓穿入軸力計，在測出螺栓預拉力P的同時，應測定施加于螺母上的施擰扭矩值T，并應按下式計算扭矩系數(shù)K。式中 施擰扭矩（N.m）； 高強度螺栓的公稱直徑（mm）； 螺栓預拉力（kN）。每組8套連接副扭矩系數(shù)的平均值應為0.1100.150,標準偏差應小于或等于0.010。變異系數(shù)按下式計算： 式中 緊固軸力的變異系數(shù)；緊固軸力的標準； 緊固軸

16、力的平均值。（二）、緊固質(zhì)量控制1、在高強度螺栓緊固前，高強度螺栓連接摩擦面應保持干燥、整潔，不應有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢和不應有的涂料等。2、在高強度螺栓緊固過程中，高強度螺栓連接副應自由穿入螺栓孔、不應氣割擴孔，遇到必須擴孔時，最大擴孔量不應超過1.2倍螺栓公稱直徑。3、高強度螺栓緊固完畢后，質(zhì)檢人員首先應檢查螺栓絲扣外露長度，要求螺栓絲扣外露23扣為宜，其中允許有10%的螺栓絲扣外露1扣或4扣，對同一個節(jié)點，螺栓絲扣外露應力求一致，便于檢查。其次還應對高強度螺栓終擰質(zhì)量進行檢查。終擰質(zhì)量檢查對于不同的螺栓型式可按照不同的檢驗方法進行檢驗。1）大六角高強度螺栓連接副終

17、擰檢查。檢查人員先用0.3kg小錘敲擊螺母的一側(cè)，同時用手指按住相對的另一側(cè)，以檢查高強度螺栓有無漏擰。終擰扭矩值的檢查應根據(jù)不同的施工方法采用不同的檢查方法。2）扭矩法檢查：在螺尾端頭和螺母相對位置劃線，將螺母退回60左右，用扭矩扳手測定擰回至原來位置時的扭矩值，如測定的扭矩值與施工扭矩值的偏差在10%以內(nèi)即為合格。如發(fā)現(xiàn)有不符合規(guī)定的，應再擴大檢查10%。如仍有不合格者，則整個節(jié)點的高強度螺栓應重新擰緊。3）轉(zhuǎn)角法檢查：用扭矩扳手繼續(xù)擰被檢查的螺栓，測定螺母開始轉(zhuǎn)動時的扭矩值，如測定的扭矩值與施工扭矩值的偏差在10%以內(nèi)即為合格。4）高強度大六角頭螺栓連接副終擰1小時后、48小時內(nèi)應進行終

18、擰扭矩檢查。 5）檢查數(shù)量：按節(jié)點數(shù)抽查10%，且不應少于10個；每個被抽查節(jié)點按螺栓數(shù)抽查10%，且不應少于2個。 六、注意事項1.在高強度螺栓施工中，對每一個連接接頭，應選用臨時螺栓或沖釘定位，為防止操作螺紋引起扭矩系數(shù)的變化，嚴禁把高強度螺栓作為臨時螺栓用；2.在構(gòu)件連接接頭上安裝高強度螺栓時，要按設(shè)計規(guī)定選用同一批量的高強度螺栓、螺母和墊圈的連接副，一種批量的螺栓、螺母和墊圈不能同其他批量的螺栓混同使用；3.在高強度螺栓孔絞孔修整時，為防止修整時鐵屑落入板疊縫中，絞孔修整前應對其周圍的螺栓全部擰緊；4.高強領(lǐng)用數(shù)量根據(jù)實際使用數(shù)量領(lǐng)用，嚴禁隨意將高強螺栓暴露在空氣中，嚴禁將高強螺栓直接堆放于地面，嚴防泥