高强度螺栓连接施工作业指导书要点.doc

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1、金沙江白鹤滩水电站缆机安装高强螺栓连接施工作业指导书审查：复核：编写：中国水利水电第四工程局白鹤滩施工局缆机安装工程部二一四年六月二十日高强度螺栓连接施工作业指导书一、概 述高强度螺栓连接与焊接连接连接已并举成为钢构造的主要连接形式，由于其具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高，施工简便等优点，已被广泛地应用在建筑钢构造的工地连接中，成为钢构造安装的主要手段之一。高强度螺栓按其受力状况可分为摩擦型连接、承压型连接与张拉型连接等，其中摩擦型连接是目前普遍采用的根本连接形式。摩擦型连接：这种连接头处用高强度螺栓紧固，使连接板层夹紧，利用由此产生于连接板层之间的摩擦力来传递外荷载。高强度螺栓

2、在连接接头中不受剪，只受拉并由此给连接之间施加了接触压力，这种连接应力传递圆滑，接头刚性好，通常所指的高强度螺栓连接，就是这种摩擦型连接，其极限破坏状态即为连接接头滑移。承压型连接：对于高强度螺栓连接接头，当外力超过摩擦阻力后，接头发生明显的滑移，高强度螺栓杆与连接板孔壁接触并受力，这时外力靠连接接触面间的摩擦力、螺栓杆剪切及连接板孔壁承压三方共同传递，其极限破坏状态为螺栓剪断或连接板承压破坏，该种连接承载力高，可以利用螺栓与连接板的极限破坏强度，经济性能好，但连接变形大，可应用在非重要的构件连接中。张拉型连接：当外力与高强度螺栓轴向一致时，如法兰连接、T型连接等这类高强度螺栓连接称张拉型连接

3、。该连接的特点是，作用的外力与紧固螺栓时产生在连接件间的压力相平衡，在外力作用下，螺栓的轴力拉力变化很小，仍能使连接件间保持较大的夹紧力，保证接头获得较大的刚度。二、施工准备一、材料准备高强度螺栓从外形上分为大六角头与扭剪型两种；按其性能可分为8.8级、10.9级、12.9级等,目前白鹤滩缆机安装广泛使用的大六角头高强度螺栓有8.8级与10.9级两种。 1、钢构造用高强度大六角头螺栓连接副包括一个螺栓、一个螺母与两个垫圈螺头与与螺母两侧各一个垫圈如图。螺栓、螺母、垫圈在组成一个连接副时其性能等级要匹配，见下“钢构造用大六角头高强度螺栓连接副匹配表钢构造用大六角头高强度螺栓连接副匹配表螺 栓螺

4、母垫 圈8HHRC354510HHRC35452、螺栓长度的选择计算螺栓长度的选择对螺栓的紧固轴力有较大的影响，使用的螺栓长度比标准螺栓长度长或短的螺栓，均会使紧固轴力降低。因此，要正确选择螺栓长度。高强度螺栓长度选择可按下式计算：L = L + ns + m + 3p式中 L连续板厚度，mm； n垫圈个数，扭剪型高强度螺栓为1，大六角螺栓为2；s高强度螺栓垫圈厚度，mm；m螺母厚度；p螺栓螺纹的螺距，见下表：高强度螺栓螺纹的螺距mm螺栓公称直径12162022242730螺距233经计算求得的高强度螺栓的长度L100 mm时，按4舍5入的原那么取10的整数倍。二、施工工具准备高强度螺栓连接紧

5、固用施工工具有手动板手与电动扳手两种。手动紧固时都要使用有明示扭矩值的扳手实拧，使到达高强度螺栓连接副规定的扭矩与轴力值。一般常用的手动扭矩扳手有：指针式、带音响式两种。指针式手动扭矩扳手如图，在头部设一个指示盘配合套筒头紧固六角螺栓，当给扭矩扳手预加扭矩实拧时，指示盘即示出扭矩值。带音响式扭矩扳手如图，是一种附有棘轮机构预调式的手动扭矩扳手，配合套筒可紧固各种直径的螺栓 。在手柄的根部带有力矩调整的主副两个刻度。实拧前操作者按需要调整预定的扭矩值。调好预定扭矩刻度后，用手指轻轻地紧固摇杆控制调整片的旋转，可以防止在使用中刻度发生失常。扳手的头部内装有一个24齿的棘轮，转动棘轮施拧到预调的扭矩

6、值时、便有明显的音响与手上的感触。三、紧固扭矩的计算准备由于在高强度螺栓的施工中对于大六角高强度螺栓通常采用扭矩法紧固，即用能控制紧固扭矩的带音响式扳手、指针式扳手或电动扭矩扳手施加扭矩，使螺栓产生预定的预拉力。因此在施工前必须先计算确定施工终拧扭矩，以确保高强度螺栓紧固质量。可按下式计算确定：Tc = KPcd式中 Tc 终拧扭矩值Nm； Pc 施工预拉力值标准值kN，见下表； d 螺栓公称直径mm； K 扭矩系数，根据生产厂提供的扭矩系数值或按标准规定试验确定。高强度螺栓连接副施工预拉力标准值kN螺栓的性能等级螺栓公称直径mmM16M20M22M24M27M3075120150170225

7、275110170210223320390三、高强度螺栓的储运与保管在高强度螺栓连接副使用前须加强高强度螺栓的储运与保管。其目的主要是防止螺栓、螺母、垫圈组成的连接副的扭矩系数发生变化，这是高强度螺栓连接的一项重要标志。主要的储运与保管措施有：1、高强度螺栓连接副应由制造厂按批配套供给，每个包装箱内都必须配套装有螺栓、螺母及垫圈，包装箱应能满足储运的要求，并具备防水、密封的功能。包装箱内应带有产品合格证与质量保证书；包装箱外外表应注明批号、规格及数量。2、在运输、保管及使用过程中应轻装轻卸，防止损伤螺纹，发现螺纹损伤严重或雨淋过的螺栓不应使用。3、螺栓连接副应成箱在室内仓库保管，地面应有防潮措

8、施，并按批号、规格分类堆放，保管使用中不得混批。高强度螺栓连接副包装箱码放底层应架空，距地面高度大于300mm，码高一般不大于56层。4、使用前尽可能不要开箱，以免破坏包装的密封性。开箱取出局部螺栓后也应原封包装好，以免沾染灰尘与锈蚀。5、高强度螺栓连接副在安装使用时，工地应按当天方案使用的规格与数量领取，当天安装剩余的也应妥善保管，有条件的话应送回仓库保管。6、在安装过程中，应注意保护螺栓，不得沾染沙等脏物与有碰伤螺纹。使用过程中如发现异常情况，应立即停顿施工，经检查确认无误后再行施工。7、高强度螺栓连接副的保管时间不应超过6个月。当由于停工、缓建等原因，保管周期超过6个月时，假设再次使用须

9、按要求进展扭矩系数试验或紧固轴力试验，检验合格前方可使用。四、高强度螺栓连接施工高强度螺栓的连接施工包括节点处理、螺栓安装、螺栓紧固、拧紧顺序与紧固方法等五个主要控制环节与步骤：一、节点处理高强度螺栓连接应在其构造架设调整完毕后，再对接合件进展矫正，消除接合件的变形、错位与错孔，板束接合摩擦面贴紧后，进展安装高强度螺栓。为了接合部板束间摩擦面贴紧、结合良好，先用临时普通螺栓与手动扳手紧固，到达贴紧为止。在每个节点上穿入临时螺栓的数量应由计算决定，一般不得少于高强度螺栓总数的1/3。最少不得少于二个临时螺栓。冲钉穿入螺栓的数量不宜多于临时螺栓总数的30%。不允许用高强度螺栓兼作临时螺栓，以防止损

10、伤螺纹，引起扭矩系数的变化。对于钢板厚公差、制造偏差或安装偏差产生的接合面间隙：a 。在接合面间隙：a1.0 mm时,可不作处理；1.0 mma3.0 mm时将厚板的一侧磨成1：10的缓坡，使间隙小于1.00 mm；当a3.0 mm时，加垫板，垫板的材质与摩擦面处理与构件一样。二、螺栓安装高强度螺栓安装在节点全部处理好后进展；高强度螺栓穿入方向要一致。一般应以施工便利为宜，对于箱形截面部件的接合部，全部从内向外插入螺栓，在外侧进展紧固。如操作不便，可将螺栓从反方向插入。高强度螺栓连接副组装时，螺母带圆台面的一侧应朝向垫圈有倒角的一侧、螺栓头下垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头。严禁强行穿入螺栓；如不

11、能穿入时，螺栓应用绞刀进展修整，用绞孔修整前应对其四周的螺栓全部拧紧，使板叠密贴后再进展。修整时应防止铁屑落入板叠缝中。绞孔完成后用砂轮除去螺栓孔周围的毛刺，同时扫清铁屑。三、螺栓紧固高强度螺栓紧固时，应分初拧、终拧。对于大型节点应分初拧、复拧与终拧。1、初拧：由于钢构造的制作、安装等原因发生翘曲、板层间不密贴的现象。当连接点螺栓较多时，先紧固的螺栓就有一局部轴力消耗在克制钢板的变形上、先紧固的螺栓那么由于其周围螺栓紧固以后，其轴力分摊而降低。所以，为了尽量缩小螺栓在紧固过程中由于钢板变形等影响，规定高强度螺栓紧固时，至少分二次紧固。第一次紧固称之为初拧。初拧扭矩为终拧扭矩的30%50%左右。

12、2、复拧：即对于大型节点高强度螺栓初拧完成后，在初拧的根底上，再重复紧固一次，故称之为复拧，复拧扭矩值等于初拧扭矩值。3、终拧：对安装的高强度螺栓作最后的紧固，称之为终拧。终拧的轴力值以标准轴力为目标，并应符合设计要求。四、拧紧顺序每组高强度螺栓拧紧顺序应从节点中心向边缘依次施拧，使所有的螺栓都能有效起作用，详见下表：高强度螺栓拧紧顺序节点型式图示说明板式节点接合部从中部螺栓向两端螺栓紧固箱形部件节点接合部A、B、C、D螺栓群的紧固，沿箭头方向进展H型钢紧固顺序按以下顺序紧固：1、柱侧连接板2、腹板连接板3、上翼连接板4、下翼连接板各板按顺序号紧固五、紧固方法高强度螺栓的拧紧，根据螺栓的构造型

13、式有两种不同的方法。对于大六角高强度螺栓的拧紧，通常采用扭矩法与转角法：1、扭矩法：即用能控制紧固扭矩的带响扳手、指针式扳手或电动扭矩扳手按照前页所叙而计算确定的施工紧固扭矩进展终拧。白鹤滩使用此方法2、转角法：转角法按初拧与终拧两个步骤进展，第一次用示功扳手与风动扳手拧紧到预定的初拧值；终拧用风动机或其它方法将初拧后的螺栓再转一个角度，以到达螺栓预拉力的要求。其角度大小与螺栓性能等级，螺栓类型、连接板层数及连接板厚度有关。其值可作试验确定。六、施工程序a、大六角头高强度螺栓施工工艺流程领用螺栓工具的准备螺栓准备摩擦面准备六角头螺栓工具准备准备紧固工具工具调整工具检查及管理普通螺栓准备六角头高

14、强度螺栓准备领取螺栓螺栓的管理螺栓的管理摩擦面处理组合部件装配部件组装紧固作业装配精度紧固的轴力初 拧六角头高强度螺栓安装紧固检查紧固完了检查过程检查扭矩检查五、施工质量控制高强度螺栓连接施工质量直接影响着整个构造的平安，是质量过程控制的重要一环。主要可从以下几方面进展着手控制：一、进场质量控制高强度螺栓连接副进场应配套成箱供货，且附有出厂合格证、质量证明书及质量检验报告，质检员应逐项与设计要求及现行国家标准对照，对不符合的连接副不得使用。1、进场的大六角头高强度螺栓连接副应进展扭矩系数复验。在施工现场待安装的螺栓批中每批随机抽取8套连接副进展复验。每套连接副只应做一次试验，不得重复使用。连接

15、副扭矩系数的复验应将螺栓穿入轴力计，在测出螺栓预拉力P的同时，应测定施加于螺母上的施拧扭矩值T，并应按下式计算扭矩系数K。式中 施拧扭矩N.m； 高强度螺栓的公称直径mm； 螺栓预拉力kN。每组8套连接副扭矩系数的平均值应为0.1100.150,标准偏差应小于或等于0.010。变异系数按下式计算：式中 紧固轴力的变异系数；紧固轴力的标准； 紧固轴力的平均值。二、紧固质量控制1、在高强度螺栓紧固前，高强度螺栓连接摩擦面应保持枯燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢与不应有的涂料等。2、在高强度螺栓紧固过程中，高强度螺栓连接副应自由穿入螺栓孔、不应气割扩孔。3、高强度螺栓紧固

16、完毕后，质检人员首先应检查螺栓丝扣外露长度，要求螺栓丝扣外露23扣为宜，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣，对同一个节点，螺栓丝扣外露应力求一致，便于检查。其次还应对高强度螺栓终拧质量进展检查。终拧质量检查对于不同的螺栓型式可按照不同的检验方法进展检验。1大六角高强度螺栓连接副终拧检查。检查人员先用0.3kg小锤敲击螺母的一侧，同时用手指按住相对的另一侧，以检查高强度螺栓有无漏拧。终拧扭矩值的检查应根据不同的施工方法采用不同的检查方法。2扭矩法检查：在螺尾端头与螺母相对位置划线，将螺母退回60左右，用扭矩扳手测定拧回至原来位置时的扭矩值，如测定的扭矩值与施工扭矩值的偏差在10%以内即为合

17、格。如发现有不符合规定的，应再扩大检查10%。如仍有不合格者，那么整个节点的高强度螺栓应重新拧紧。3转角法检查：用扭矩扳手继续拧被检查的螺栓，测定螺母开场转动时的扭矩值，如测定的扭矩值与施工扭矩值的偏差在10%以内即为合格。4高强度大六角头螺栓连接副终拧1小时后、48小时内应进展终拧扭矩检查。 5检查数量：按节点数抽查10%，且不应少于10个；每个被抽查节点按螺栓数抽查10%，且不应少于2个。 六、考前须知1.在高强度螺栓施工中，对每一个连接接头，应选用临时螺栓或冲钉定位，为防止操作螺纹引起扭矩系数的变化，严禁把高强度螺栓作为临时螺栓用；2.在构件连接接头上安装高强度螺栓时，要按设计规定选用同

18、一批量的高强度螺栓、螺母与垫圈的连接副，一种批量的螺栓、螺母与垫圈不能同其他批量的螺栓混淆使用；3.在高强度螺栓孔绞孔修整时，为防止修整时铁屑落入板叠缝中，绞孔修整前应对其周围的螺栓全部拧紧；4.高强领用数量根据实际使用数量领用，严禁随意将高强螺栓暴露在空气中，严禁将高强螺栓直接堆放于地面，严防泥沙黏附污染高强螺栓。5.严格控制高强螺栓的紧固力矩，高强螺栓终紧力矩不能超过额定的紧固力矩，一旦紧固力矩超标，该高强螺栓报废需更换。6.高强螺栓初拧后，24小时内进展终拧。7.高强度螺栓连接副终拧扭矩检查应在终拧完成1h后48h内完成；8.强度螺栓紧固过程中做好高空防坠落措施； 高强度螺栓矩检查记录表

19、 施记表 工程工程：白鹤滩缆机安装 施工单位： 中国水利水电第四工程局白鹤滩施工局缆机安装工程部 监理单位： 四川二滩国际工程咨询有限责任公司工程部位桅杆吊桁架-A螺栓批号、规格拧扭系数平均值K螺栓总套数抽检螺栓套数终拧扭矩检查扭矩1616670670螺栓批号、规格抽检螺栓编号检查扭矩判定合格率备注结论合格终拧时间检查时间终拧环境温度检查环境温度建立单位监理单位施工负责人施工员质检员高强度螺栓矩检查记录表 施记表 工程工程：白鹤滩缆机安装 施工单位： 中国水利水电第四工程局白鹤滩施工局缆机安装工程部 监理单位： 四川二滩国际工程咨询有限责任公司工程部位桅杆吊桁架-B螺栓批号、规格拧扭系数平均值K螺栓总套数抽检螺栓套数终拧扭矩检查扭矩1616670670螺栓批号、规格抽检螺栓编号检查扭矩判定合格率备注结论合格终拧时间检查时间终拧环境温度检查环境温度建立单位监理单位施工负责人施工员质检员第 14 页