高强度螺栓紧固工艺

1、适用范围：

本规程适用于美国钢桥（钢结构部分）高强度大六角头螺栓的施工与验收。

2、引用标准：

∙RCSC,Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts, 2000.

∙AISC,Manual of Steel Construction, Load & Resistance Factor Design, Metric Conversion of the Second Edition. Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolt

∙AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications

3、螺栓的储运、管及使用要求：

紧固件（螺栓，螺母和垫圈）上涂有保护油，以防止腐蚀和便于安装。在紧固件的加工和安装期间，必须残留一点保护油。粗制螺纹一般涂一层水溶性保护油，它很容易被雨雪以及潮湿冲刷掉。如果紧固件没有被保存在密封的容器（比如螺栓桶）内，保护油会在阳光，干燥环境下缓慢蒸发。

为了保持条件，在安装前紧固件必须储存在密封的容器内，存放紧固件的密封容器要放在有遮盖的阴凉处。只有当紧固件准备安装时或换班期间要拧紧才可以从保护容器中取出。下班后不用的紧固件应及时放回到保护容器内。

镀锌螺栓和螺母由厂商提供，必须配套储存不可混合。同粗制紧固件一样，镀锌紧固件也应被储存在保护容器内。

镀锌高强度螺栓不能重复使用。初拧后再终拧不属于重复使用。

4、 螺栓孔的检查：

4.1  螺栓孔径应符合设计要求，孔径和孔距的允许偏差应符合标准规定。

4.2  孔要钻成正圆柱体，孔壁与构件表面垂直，孔边毛刺必须彻底去掉。

5、 结合面的准备：

5.1  所有结合面，包括螺栓头和螺母旁边的表面，无氧化皮(紧密的轧制氧化皮除外)，无污物或其它杂质。

5.2  经处理后的结合面应采取保护措施，防止被油污、油漆等污染。严禁在高强度螺栓连接处结合面上作任何标记。

5.3  高强度螺栓连接结合面禁止涂硅胶等密封胶，结合面的处理为：喷砂＋涂富锌底漆。

6、高强度螺栓的安装

6.1 工具的选用

6.1.1 初拧   初拧选用气动扳手或电动扳手，保证螺栓初拧的预紧力在许可的范围内即可。

6.1.2 终拧   终拧采用液压扭矩扳手。

6.2  安装

6.2.1 先用引销和工艺螺栓通过栓孔调整结构件中心位置。注意在打入引销时，不允许出现栓孔变形。

6.2.2 结构件中心位置调整完毕，安装高强螺栓。注意：1.垫圈要安装被旋转的一侧，通常是螺母。2.垫圈安装时有倒角的一侧应朝向螺栓和螺母带圆台面的一侧。3.高强度螺栓、螺母、垫圈必须按生产厂家提供的批号配套使用。

6.2.3 遇有螺栓不能自由穿入栓孔时，要用铰刀进行修孔后，再穿入高强度螺栓，为防止螺纹损坏，不得硬行打入高强度螺栓。

6.2.4 修孔时，要将周围螺栓适当拧紧，等板层密贴后再行修孔，以防铁屑进入板缝，修孔后要用砂轮机清除孔边毛刺，并清扫砂轮屑。

6.2.5 穿入高强度螺栓，用扳手紧固后，再卸下引销同时穿入相应的高强度螺栓并紧固。

6.2.6 结合面应处于干燥状态，不得在雨天安装高强螺栓。

6.2.7为方便安装，高强度螺栓安装时可以与施工图纸所安装方向不一致，但需经过工程师认可。旋转螺栓头是允许的但不推荐。如果环境要求旋转螺栓头，则要在头部下垫一垫圈。

6.3 拧紧

6.3.1采用气动或电动扳手对高强度螺栓进行初拧，保证电动或气动扳手两次拧不动后（电动或气动扳手转动，螺母转不动）视为初拧合格。初拧后，用记号笔在螺母，螺栓和板材表面做好标记。如图一所示：

图一

6.3.2按照表3要求的旋转圈数终拧螺栓，当转动螺母时必须控制住螺栓头。终拧完成后，检查螺母旋转角度与表3比较。如图二所示：

图二

6.3.3螺栓的紧固顺序

    紧固顺序，为使螺栓群中所有螺栓都均匀受力，初拧和终拧都应按一定顺序进行。

    1、一般接头，应从栓群中间顺序向外侧进行紧固，如图三箭头所示。

图  三

2、箱型接头，栓群A、B、C、D的紧固顺序如图四中箭头方向所示。

图四

3、工字梁接头的紧固顺序：工字梁接头上的栓群紧固顺序按图五中（1）～（6）的顺序进行，即从右侧上、下翼缘  右侧腹板   左侧上、下翼缘   左侧腹板的先后次序进行各栓群螺栓的紧固顺序：应从梁的拼接处向外侧紧固，按图六中顺序进行。

图五                            图六

7 装配前高强度螺栓性能试验

    采用旋转螺母法施工前60天，需进行高强度螺栓最小拉力和旋转能力测试。

7.1 最小拉力鉴定 

    最小拉力测试方法参见Steel Structures Technology Center, Incorporated 编写的"Structural Bolting Handbook"。  对每一螺栓规格，等级，批次抽选3套紧固件进行最小拉力试验。如果采用平板垫片或垫圈安装高强度螺栓要保证2至3螺纹露出高强度螺母。先用电动扳手对紧固件进行初拧，保证电动或气动扳手两次拧不动，初拧结束后用记号笔在螺母，螺栓和板材表面做好标记，然后根据表3中规定的旋转圈数终拧紧固件。在Skidmore刻度表或传感器多功能测力仪上校对预拉力值至少是表6中列出的数值。记录刻度读数。

如果高强度螺栓的规格、等级或批次发生变化都要进行最小拉力鉴定试验。

7.2 旋转能力试验

     紧固件的旋转能力试验应按AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications 的第11.5.6.4.2章节 "Rotational-Capacity Tests,"来做。如果采用平板垫片或垫圈安装高强度螺栓要保证2至3个螺纹露出高强度螺母。先用电动扳手对紧固进行初拧，使电动扳手打滑两次，初拧结束后用记号笔在螺母，螺栓和板材表面做好标记，然后根据表3中规定旋转圈数的两倍终拧紧固件。确认没有滑牙或破坏发生。

在Skidmore刻度表或传感器多功能测力仪上校对预紧力值至少是表7中列出的数值。记录下刻度读数。记下一个拉力和扭矩读数然后验算下式： 

扭矩≤0.25拉力×db（螺栓公称直径）

如果高强度螺栓的规格、等级或批次发生变化都要进行旋转能力试验。

8． 检查

    工人在施工前应接收高强度螺栓的存储、运输及安装等技能方面适当的培训。领班将负责观察并保证工人正确安装螺栓。高强度螺栓紧固后应进行最小拉力（扭矩）检验。

  （1）拉力检验应在终拧后48小时内进行。

（2）检验的紧固件组由工程师选择。

（3）最小拉力检验应当在工程师的见证下进行。

（4）工程师可以在检查期间读取扭矩扳手值

8.1 紧固件组的拉力检查

（1）每种规格，等级，批次的高强度螺栓选五组作为试样。联接接头材料应同实际安装一样。按表9中规定的拉力值部分预紧螺栓，大致达到预紧拉力的15%后，按照表9中规定的最小值预紧螺栓。

（2）用手动扭矩扳手再将螺母拧紧5度。确定旋转螺母和螺栓头的扭矩。去掉最高值和最低值，取余下3个的平均值作为施工扭矩值。

（3）按以上施工扭矩值检验每个节点10%（不少于2组）的高强度螺栓，检验螺栓在节点随机选取。

    如果检验扭矩时螺母或螺栓发生旋转，则节点处的所有螺栓都要检验。那些发生转动的螺栓应再次拧紧并重新检查。允许再次拧紧节点处的所有螺栓，然后再次提交节点以待检查。

在A325螺栓安装完后，所有螺栓裸露部分需按SSPC-SP 2进行清理，并涂上两层没稀释的inorganic  zinc  pimer。但如果polysiloxane面漆能在96小时内涂上，此底漆要求可以不需满足。

在A490螺栓安装完后，所有螺栓裸露部分，工程师可以要求涂一层polysiloxane面漆生产厂家推荐的底漆。但如果polysiloxane面漆能在6个月里涂上，此底漆要求可以不需满足。