工程建设领域规范螺栓施工工艺 专家详解高强度与普通螺栓技术要点

问题——螺栓连接看似“拧紧就行”,却是钢结构质量控制的关键环节之一。工程中,少数项目存摩擦面处理不到位、螺栓硬敲入孔、随意扩孔、紧固顺序混乱、扭矩工具未校核、终拧不及时等情况,在后续荷载、温度变形和振动作用下容易放大风险。尤其是高强度螺栓连接依靠预拉力和摩擦传力,一旦工序失控,隐患更隐蔽。 原因——业内认为,高强度螺栓与普通螺栓的差异,常在现场“凭经验”操作中被忽视。普通螺栓多以剪切或承压传力为主,紧固重点是“拧到位、拧可靠”;高强度螺栓则强调摩擦型连接或预拉力控制,前提是摩擦面抗滑移性能满足设计要求,并通过初拧、复拧、终拧形成稳定预紧力。若摩擦面未按规范喷砂、抛丸、酸洗或打磨处理,或处理后被污染、划线标记、受潮锈蚀,会降低抗滑移系数,使受力路径偏离设计。另外,构件制作与安装偏差若未在拧紧前调整到位,带“应力”终拧也会造成预拉力衰减和节点变形。 影响——螺栓连接失控的后果往往不是立刻“断裂”,而是滑移、松动、缝隙增大和局部变形逐步累积,继而引起构件内力重分配,降低整体刚度以及抗震、抗风能力。对重要节点,连接性能下降还可能诱发疲劳损伤,并带来围护系统开裂渗漏等问题,抬升全寿命维护成本。在工期紧、交叉作业多的现场,如果当天安装未完成终拧或标识管理不到位,容易出现漏拧、错拧、复检困难等管理风险。 对策——高强度螺栓连接的施工控制可抓住“摩擦面—孔位—顺序—工具—检验”五个关键点。一是摩擦面必须按设计和规范加工处理并做好保护,严禁在摩擦面随意做标记;抗滑移系数复验应按批次见证取样,制作与安装单位分别落实复验责任。二是高强度螺栓应能自由穿入孔内,出现阻滞应采用铰刀或锉刀修孔,严禁气割扩孔;确需扩孔的,应按程序征得设计同意,孔径控制在规定范围内,避免削弱连接副承载能力。三是安装阶段应使用安装螺栓和冲钉定位,不得用高强度螺栓充当临时安装件,防止螺纹损伤和预拉力偏差。四是紧固应在安装精度调整完成后进行,严格按从节点中部向外、由内到外的顺序操作,使螺栓群受力均匀;当天安装的螺栓应当天完成终拧,外露丝扣宜控制在规定扣数范围内。扭剪型螺栓以剪断尾部卡头作为终拧完成标志,并按程序进行颜色标识管理;大六角头螺栓应在规定时间内完成初拧、复拧、终拧,扭矩或转角检查按要求组织实施。五是扭矩扳手等工具需班前标定、班后校验,确保施拧与检验精度;施拧应在螺母端施加扭矩,并核对垫圈倒角与螺母圆台面方向匹配,避免受力面不贴合造成预紧力偏差。 普通螺栓上,现场应坚持对称、由中向外的紧固原则,大型接头宜复拧以消除装配间隙。作为永久连接时,螺栓头与螺母侧垫圈的数量与位置应符合要求,外露丝扣不少于规定扣数。对承受动力荷载或重要部位,如设计提出防松要求,应配置防松装置或弹簧垫圈,并将弹簧垫圈设置在螺母侧;紧固质量可结合现场条件开展敲击等辅助检查,但关键部位仍应以过程记录和抽检数据为准。 前景——随着装配式钢结构应用扩大、质量要求提高,螺栓连接管理正从“事后抽查”转向“过程可追溯”。业内预计,围绕摩擦面性能、紧固过程记录、工具校准和节点复检的标准化管理将深入加强,推动现场从“靠经验”向“靠数据、靠制度”转变。对建设、施工、监理和制造各方而言,建立批次管理、工序交接与复验闭环,将成为提升工程安全与质量的重要抓手。

螺栓连接的质量,关键不在“拧得多用力”,而在摩擦面、孔位、工具、顺序和检验等细节是否做到位。把高强度螺栓的“预拉力逻辑”和普通螺栓的“防松与均匀受力逻辑”区分清楚,按规范建立可执行、可验证、可追溯的闭环管理,才能让每一处节点经得起荷载考验,也让工程品质经得起时间检验。