土木工程施工 課件 28-鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接施工和鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接施工

知識(shí)點(diǎn)28

鋼結(jié)構(gòu)的焊接連接施工

鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接施工6.3.1鋼結(jié)構(gòu)焊接施工6.3.1.1概述

焊接是鋼結(jié)構(gòu)制造的主要工藝方法之一，是建筑鋼結(jié)構(gòu)制作中十分重要的加工工藝，是通過(guò)加熱、加壓或兩者并用，可同時(shí)采用填充材料，使焊件達(dá)到原子層面結(jié)合的一種加工方法。焊接具有節(jié)省金屬材料、接頭密封性好、設(shè)計(jì)施工容易、生產(chǎn)效率高和勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)。建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)一般應(yīng)考慮以下問(wèn)題：

（1）焊接方法的選擇應(yīng)考慮焊接構(gòu)件的材質(zhì)和厚度、接頭的形式和焊接設(shè)備；

（2）焊接的效率和經(jīng)濟(jì)性；

（3）焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。6.3.1.2常用焊接方法

建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、電渣焊、螺柱焊（栓釘焊）等。1.手工電弧焊

手工電弧焊是利用焊條與被焊工件之間產(chǎn)生的電弧熱將工件接頭熔化，冷卻后獲得牢固接頭的焊接方法，如圖6-8所示。圖6-8手工電弧焊原理示意圖圖6-9埋弧焊原理示意圖

手工電弧焊是以外部涂有涂料的焊條作為電極和填充金屬，電弧在焊條的端部和被焊工件表面之間燃燒，涂料在電弧熱作用下產(chǎn)生氣體保護(hù)電弧，另外還產(chǎn)生熔渣覆蓋在熔池表面，防止熔敷金屬與周?chē)鷼怏w的相互作用。手工電弧焊具有設(shè)備簡(jiǎn)單、輕便，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)焊工的操作技術(shù)要求高，生產(chǎn)效率低，現(xiàn)主要用于特殊部位、特殊焊接施工環(huán)境、定位焊和焊接缺陷修補(bǔ)等情況。2.埋弧焊

埋弧焊（圖6-9）是以連續(xù)送進(jìn)的焊絲作為電極和填充金屬。焊接時(shí)，在焊接區(qū)域的上面覆蓋著一層顆粒狀焊劑，電弧在焊劑下燃燒，將焊絲端部和局部母材熔化，形成焊縫。

埋弧焊由于電弧熱量集中、熔深大、焊縫質(zhì)量均勻、內(nèi)部缺陷少、塑性和沖擊韌性好，優(yōu)于手工焊。常用于梁、柱、支撐等構(gòu)件主體直焊縫、拼接焊縫，直焊縫、管狀、環(huán)狀焊縫等焊接。3.熔化極氣體保護(hù)焊

熔化極氣體保護(hù)焊是以焊絲和焊件為兩個(gè)極，他們之間產(chǎn)生電弧熱來(lái)熔化焊絲和焊件母材，同時(shí)向焊接區(qū)域送入保護(hù)氣體，使焊接區(qū)與周?chē)諝飧糸_(kāi)，對(duì)焊接縫進(jìn)行保護(hù)；焊絲自動(dòng)送進(jìn)，在電弧作用下不斷熔化，與熔化的母材一起熔化形成焊縫金屬。按保護(hù)氣體的不同可分為：CO2氣體保護(hù)焊、惰性氣體保護(hù)焊和混合氣體保護(hù)焊。

氣體保護(hù)焊電弧加熱集中、焊接速度快，故焊縫強(qiáng)度比手工焊高，且塑性和抗腐蝕性能好，適合厚鋼板或特厚鋼板的焊接。4.電渣焊

多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中較多采用箱形截面鋼柱，在梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的柱截面內(nèi)需設(shè)置與梁翼緣等厚的加勁板（橫隔板），而加勁板應(yīng)與箱形截面柱的柱身板采用坡口熔透焊；此時(shí)采用一般手工焊時(shí)，加勁板四周的最后一條邊的焊縫無(wú)法焊接，因此需要采用電渣焊。電渣焊一般分熔嘴電渣焊（圖6-10）和非熔嘴電渣焊。

圖6-10管狀熔嘴電渣焊原理示意圖1—焊絲；2—絲盤(pán)；3—送絲輪；4—熔嘴夾頭；5—熔嘴；6—熔嘴藥皮；7—熔渣；8—熔融金屬；9—焊縫金屬；10—凝固渣；11—銅水冷成形塊

熔嘴電渣焊是用細(xì)直徑冷拔無(wú)縫鋼管外涂藥皮制成的管焊條作為熔嘴，焊絲在管內(nèi)送進(jìn)。焊接時(shí)，將管焊條插入被焊鋼板與銅塊形成的縫槽內(nèi)，電弧將焊劑熔化成熔渣池，電流使焊渣溫度超過(guò)鋼材的熔點(diǎn)，從而熔化焊絲和鋼板邊緣，構(gòu)成一條堆積的焊縫，將被焊鋼板連成整體。

非熔嘴電渣焊原理同熔嘴電渣，區(qū)別在于焊絲導(dǎo)管外表不涂藥皮，焊接時(shí)導(dǎo)管不斷上升且不熔化、不消耗。

5.螺柱焊（栓釘焊）

螺柱焊是將螺柱端頭置于陶瓷保護(hù)罩內(nèi)與母材接觸并通以直流電，通過(guò)短路提升，螺柱端部與工件表面之間產(chǎn)生電弧，電弧作為熱源在工件上形成熔池，同時(shí)螺柱端部被加熱形成熔化層，維持一定的電弧燃燒時(shí)間后，在壓力作用下將螺柱端部浸入熔池，并將液態(tài)金屬擠出接頭之外，螺柱整個(gè)截面母材牢固結(jié)合而形成連接接頭。6.3.1.3焊接施工

電弧焊是工程中應(yīng)用最普遍的焊接形式，本節(jié)主要討論其施工方法。1.焊接接頭

建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的焊接接頭按焊接方法分為熔化接頭和電渣焊接頭兩大類(lèi)。在手工電弧焊中，熔化接頭根據(jù)焊件的厚度、使用條件、結(jié)構(gòu)形狀的不同又分為對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭等形式。在各種形式的接頭中，為了提高焊接質(zhì)量，較厚的構(gòu)件往往要開(kāi)坡口。開(kāi)坡口的目的是保證電弧能深入焊縫的根部，使根部能焊透，以便清除熔渣，獲得較好的焊縫形態(tài)。焊接形式見(jiàn)表6-3所示。2.焊縫形式

（1）按施焊的空間位置分，焊縫形式可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫及仰焊縫四種（圖6-11）。平焊的熔滴靠自重過(guò)渡，操作簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定（圖6-11（a））；橫焊時(shí)，由于重力作用熔化金屬容易下淌，而使焊縫上側(cè)產(chǎn)生咬邊、下側(cè)產(chǎn)生焊瘤或未焊透等缺陷（圖6-11（b））；立焊焊縫成形較為困難，易產(chǎn)生咬邊、焊瘤、夾渣、表面不平整等缺陷（圖6-11（c））；仰焊則更困難，施工時(shí)必須保持最短的弧長(zhǎng)，否則易出現(xiàn)未焊透、凹陷等質(zhì)量問(wèn)題（圖6-11（d））。

（2）按結(jié)合形式分，焊縫可分為對(duì)接焊縫、角焊縫和塞焊縫三種，如圖6-12所示。對(duì)接焊縫主要尺寸有：焊縫有效高度S、焊縫寬度c、余高h(yuǎn)。角焊縫主要以高度K表示，塞焊縫常以熔核直徑d表示。

（a）對(duì)接焊縫（b）角焊縫（c）塞焊縫

圖6-12焊縫形式

3.焊接工藝參數(shù)選擇

手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類(lèi)及極性等。

（1）焊條直徑

焊條直徑的選擇主要取決于焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次等因素。在一般情況下，可根據(jù)表6-4按焊件厚度選擇焊條直徑，并傾向于選擇較大直徑的焊條。另外，在平焊時(shí)直徑可大一些；立焊時(shí)，所用焊條直徑不超過(guò)5mm；橫焊和仰焊時(shí)，所用直徑不超過(guò)4mm；開(kāi)坡口多層焊接時(shí)，為了防止產(chǎn)生未焊透的缺陷，第一層焊縫宜采用直徑為3.2mm的焊條。（2）焊接電流

焊接電流的過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響焊接質(zhì)量，所以其選擇應(yīng)根據(jù)焊條的類(lèi)型、直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等因素來(lái)考慮，其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。在一般鋼結(jié)構(gòu)的焊接中，焊接電流大小與焊條直徑關(guān)系可用以下經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行試選：式中，I——焊接電流（A）；d——焊條直徑（mm）。

另外，立焊時(shí)，電流應(yīng)比平焊時(shí)小15%～20%；橫焊和立焊時(shí)，電流應(yīng)比平焊電流小10%～15%。

（3）電弧電壓

根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。此外，電弧電壓還與電弧長(zhǎng)有關(guān)。電弧長(zhǎng)則電弧電壓高；電弧短則電弧電壓低。一般要求電弧長(zhǎng)小于或等于焊條直徑，即短弧焊。在使用酸性焊條焊接時(shí)，為了預(yù)熱部位或降低熔池溫度，有時(shí)也將電弧稍微拉長(zhǎng)進(jìn)行焊接，即所謂的長(zhǎng)弧焊。

（4）焊接層數(shù)

焊接層數(shù)應(yīng)視焊接的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。焊接層數(shù)過(guò)少，每層焊縫的厚度過(guò)大，對(duì)焊縫金屬的塑性有不利影響。施工中每層焊縫的厚度不應(yīng)大于4～5mm。

（5）電源種類(lèi)及極性

直流電源由于電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量好，一般用在重要的焊接結(jié)構(gòu)或厚板大剛度結(jié)構(gòu)上。其他情況下，應(yīng)首先考慮交流電焊機(jī)。

根據(jù)焊條的形式和焊接特點(diǎn)的不同，利用電弧中的陽(yáng)極溫度比陰極高的特點(diǎn)，選用不同的極性來(lái)焊接各種不同的構(gòu)件。用堿性焊條或焊接薄板時(shí)，采用直流反接（工件接負(fù)極）；而用酸性焊條時(shí)，通常采用正接（工件接正極）。

4.焊接前的準(zhǔn)備

焊接準(zhǔn)備包括坡口制備、預(yù)焊部位清理、焊條烘干、預(yù)熱、預(yù)變形及高強(qiáng)度鋼切割表面探傷等。

5.引弧與熄弧

引弧有碰擊法和劃擦法兩種。

碰擊法是將焊條垂直與工件進(jìn)行碰擊，然后迅速保持一定距離；劃擦法是將焊條端頭輕輕劃過(guò)工件，然后保持一定距離。施工中，嚴(yán)禁在焊縫區(qū)以外的母材上打火引弧。在坡口內(nèi)引弧的局部面積應(yīng)熔焊一次，不得留下弧坑。

6.運(yùn)條方法

電弧點(diǎn)燃之后，就進(jìn)入正常的焊接過(guò)程，這時(shí)，焊條有三種方向的運(yùn)動(dòng)。

（1）焊條被電弧熔化變短，為保持一定的弧長(zhǎng)，就必須使焊條沿其中心線(xiàn)向下送進(jìn)，否則會(huì)發(fā)生斷弧。

（2）為了形成線(xiàn)形焊縫，焊條要沿焊縫方向移動(dòng)，移動(dòng)速度的快慢要根據(jù)焊條直徑、焊接電流、工件厚度和接縫裝配情況及所在位置而定。移動(dòng)速度太快、焊縫熔深太小，易造成未透焊；移動(dòng)速度太慢，焊縫過(guò)高，工件過(guò)熱，會(huì)引起變形增加或燒穿。

（3）為了獲得一定寬度的焊縫，焊條必須橫向擺動(dòng)。在做橫向擺動(dòng)時(shí)，焊縫的寬度一般式焊條直徑的1.5倍左右。

以上三個(gè)方向的動(dòng)作密切配合，根據(jù)不同的接縫位置、接頭形式、焊條直徑和性能、焊接電流、工件厚度等情況，采用合適的運(yùn)條方式（表6-5），就可以在各種焊接位置得到優(yōu)質(zhì)的焊縫。 7.焊接完工后的處理

焊接結(jié)束后的焊縫及兩側(cè)，應(yīng)徹底清除飛濺物、焊渣和焊瘤等。無(wú)特殊要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊接接頭的殘余應(yīng)力、組織狀態(tài)、熔敷金屬含氫量和力學(xué)性能以決定是否需要焊后熱處理。

6.3.1.4焊縫的質(zhì)量驗(yàn)收

鋼構(gòu)件焊接工程質(zhì)量驗(yàn)收的主要依據(jù)是《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81）等國(guó)家規(guī)范。規(guī)范中將焊接工程質(zhì)量的驗(yàn)收項(xiàng)目分為主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目。

1.主控項(xiàng)目

焊接H型鋼的生產(chǎn)線(xiàn)的拼裝點(diǎn)焊可用專(zhuān)用的自動(dòng)組立機(jī)，型鋼夾緊、對(duì)中、定位點(diǎn)焊等過(guò)程自動(dòng)控制，速度快，效率高。

焊接H型鋼生產(chǎn)線(xiàn)配備埋弧自動(dòng)焊機(jī)，圖為龍門(mén)自動(dòng)焊接機(jī)的船形位置焊。

（1）焊條、焊絲、焊劑、電渣焊熔嘴等焊接材料與母材的匹配應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及國(guó)家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。焊條、焊絲、焊劑、熔嘴等在使用前，應(yīng)按其產(chǎn)品說(shuō)明及焊接工藝文件的規(guī)定進(jìn)行烘焙和存放。

（2）焊工必須經(jīng)考試合格并取得合格證書(shū)。持證焊工必須在其考試合格項(xiàng)目及其認(rèn)可范圍內(nèi)施焊。

（3）施工單位對(duì)其首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并應(yīng)根據(jù)評(píng)定報(bào)告確定焊接工藝。

（4）設(shè)計(jì)要求全焊透的一級(jí)、二級(jí)焊縫應(yīng)采用超聲波探傷進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢查，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線(xiàn)探傷，其內(nèi)部缺陷分級(jí)及探傷方法應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

一級(jí)、二級(jí)焊縫的質(zhì)量等級(jí)及缺陷分級(jí)應(yīng)符合表6-6的規(guī)定。

（5）T形接頭、十字接頭、交界接頭等要求熔透的對(duì)接和角對(duì)接組合焊縫，其焊角尺寸不應(yīng)小于t/4(圖6-13（a），（b）,(c))；設(shè)計(jì)有疲勞驗(yàn)算要求的吊車(chē)梁或類(lèi)似構(gòu)件的腹板與上翼緣連接焊縫的焊角尺寸為t/2(圖6-13（d）)；且不應(yīng)大于10mm。焊角尺寸的允許偏差為0～4mm。

（6）焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。一級(jí)、二級(jí)焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級(jí)焊縫不得有咬邊、未滿(mǎn)、根部收縮等缺陷。

（a）T形接頭（b）十字接頭（c）角接接頭（d）腹板與上翼緣連接圖6-13焊接接頭形式2.一般項(xiàng)目

(1)對(duì)于需要進(jìn)行焊前預(yù)熱或焊后熱處理的焊縫，其預(yù)熱溫度或焊后溫度應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定或通過(guò)工藝試驗(yàn)確定。預(yù)熱區(qū)在焊道兩側(cè)，每側(cè)寬度均應(yīng)大于焊件厚度的1.5倍以上，且不應(yīng)小于100mm，后熱處理應(yīng)在焊后立即進(jìn)行，保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)板厚按每25mm板厚1h確定。

（2）二級(jí)、三級(jí)焊縫外觀(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合下表6-7的規(guī)定。三級(jí)對(duì)接焊縫應(yīng)按二級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行外觀(guān)質(zhì)量檢驗(yàn)。

（3）焊縫尺寸允許偏差也應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。

（4）焊成凹形的角焊縫、焊縫金屬與母材間應(yīng)平緩過(guò)渡；加工成凹形的角焊縫，不得在其表面留下切痕。（5）焊縫感觀(guān)應(yīng)達(dá)到外形均勻、成型較好，焊道與焊道、焊道與基本金屬間過(guò)渡較平滑，焊渣和飛濺物基本清除干凈。

6.3.1.5厚板焊接工藝

厚板是指厚度在25mm～100mm的鋼板，厚度超過(guò)100mm的為特厚板。在建筑工程中，厚板、特厚板主要應(yīng)用于重型結(jié)構(gòu)中。在軋制過(guò)程中，由于板厚較大，鋼材微觀(guān)結(jié)構(gòu)的晶格不能均勻細(xì)化，局部的氣體和夾雜等缺陷較難消除，因此厚板的問(wèn)題集中在防止鋼板厚度方向的層狀撕裂上。

1.厚板焊接工藝要求

（1）厚板焊接宜采用多層焊，對(duì)于重要結(jié)構(gòu)處的多層焊必須采用多層多道焊，不允許擺寬道焊接。每一焊道焊接完成后應(yīng)及時(shí)清理焊渣及表面飛濺物，發(fā)現(xiàn)影響焊接質(zhì)量的缺陷時(shí)，應(yīng)清除后方可再焊。

（2）在連續(xù)焊接過(guò)程中應(yīng)控制焊接區(qū)母材溫度，使層間溫度的上、下限符合工藝文件要求。

（3）遇有中斷施焊的情況，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)暮鬅帷⒈卮胧?，再次焊接時(shí)重新預(yù)熱溫度應(yīng)高于初始預(yù)熱溫度。

（4）坡口底層焊道采用焊條手工電弧焊時(shí)宜使用不大于4的焊條施焊，底層根部焊道的最小尺寸應(yīng)適宜，但最大厚度不應(yīng)超過(guò)6mm。2.防止厚板焊接時(shí)層狀撕裂的措施

（1）焊接方法的確定

為了保證焊縫層間溫度保持在一個(gè)最不易產(chǎn)生裂紋的溫度區(qū)域。焊接方法首先選焊速高、熔深大、焊接質(zhì)量易得到保障的方法，如CO2氣體保護(hù)電弧焊。

（2）焊接工藝的確定

通過(guò)工藝評(píng)定前的焊前試驗(yàn)、評(píng)估、再檢驗(yàn)、再補(bǔ)充完善，通過(guò)工藝試驗(yàn)找出施工中的不穩(wěn)定因素和確實(shí)可行的防治方法，從技術(shù)上做好防層狀撕裂的準(zhǔn)備。設(shè)計(jì)多種不同的焊接形式，模擬現(xiàn)場(chǎng)工況和環(huán)境條件，確定一組最佳的焊接工藝參數(shù)。

（3）焊接順序、工藝流程的確定

根據(jù)焊前試驗(yàn)的結(jié)果，合理修訂焊接順序，從根本上減少撕裂源。在焊前采用電加熱等方法對(duì)鋼板預(yù)熱，嚴(yán)格控制預(yù)熱穩(wěn)定，確保焊縫均勻受熱，符合相關(guān)規(guī)范要求。

（4）對(duì)稱(chēng)施焊

厚板焊接宜對(duì)稱(chēng)施焊，可減少施焊過(guò)程的焊接應(yīng)力，防止層狀撕裂。作業(yè)時(shí)由兩名作業(yè)習(xí)慣、焊速相近的焊工，同時(shí)對(duì)稱(chēng)勻速施焊，并盡量保持連續(xù)焊接，盡量減少碳弧氣刨的使用。

（5）減小應(yīng)力集中

每條焊縫焊前全部加裝引弧板和熄弧板，將起弧、收弧的缺陷排除到有效焊縫以外，還有效地延緩了接頭溫度散失的時(shí)間。

（6）后熱及保溫處理

焊接完畢，確認(rèn)外觀(guān)檢查合格后，沿焊縫中心兩側(cè)各150mm范圍內(nèi)均勻加熱至250℃后，采用石棉布圍裹并扎緊，待冷卻至常溫后撤去防護(hù)。

焊縫的質(zhì)量特別重要，在焊接工藝評(píng)定的要領(lǐng)書(shū)中應(yīng)有詳細(xì)的焊縫設(shè)計(jì)，包括焊縫高度、道數(shù)、間隙。

一個(gè)工程的鋼構(gòu)件制作，一般指定焊接人員，監(jiān)理人員可到廠(chǎng)對(duì)焊工進(jìn)行焊接水平考核，圖為試樣的彎曲試驗(yàn)。

焊接后，由專(zhuān)職的檢查人員對(duì)焊縫進(jìn)行焊接質(zhì)量檢查。圖為用超聲波對(duì)box柱的焊縫進(jìn)行探傷檢查。6.3.2鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接施工

6.3.2.1概述

鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)中常用的構(gòu)件連形式之一。由于螺栓連接的緊固工具和工藝較為簡(jiǎn)單、易于施工，進(jìn)度和質(zhì)量較容易保證，拆裝維護(hù)方便，其在鋼結(jié)構(gòu)安裝連接中得到廣泛的應(yīng)用。螺栓連接可分普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩大類(lèi)。

6.3.2.2普通螺栓

1.普通螺栓的種類(lèi)和用途

普通螺栓是鋼結(jié)構(gòu)常用的緊固件之一，用作鋼結(jié)構(gòu)中構(gòu)件間的連接、固定，或?qū)摻Y(jié)構(gòu)固定到基礎(chǔ)上，使之成為一個(gè)整體。常用的普通螺栓有六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓等，其用途和分類(lèi)如下：

（1）六角螺栓

六角螺栓按其頭部支承面大小及安裝位置尺寸分為大六角頭與六角頭兩種；按制造質(zhì)量和產(chǎn)品等級(jí)則分為A、B、C三種。

A級(jí)螺栓通稱(chēng)精制螺栓，B級(jí)螺栓為半精制螺栓。A，B級(jí)適用于拆裝式結(jié)構(gòu)或連接部位需傳遞較大剪力的重要結(jié)構(gòu)的安裝中。

C類(lèi)螺栓通稱(chēng)為粗制螺栓，由未加工的圓桿壓制而成。C級(jí)螺栓適用于鋼結(jié)構(gòu)安裝中的臨時(shí)固定，或只承受鋼板間的摩擦阻力。對(duì)于重要的連接中，采用粗制螺栓連接時(shí)必須另加特殊支托（牛腿或剪力板）來(lái)承受剪力。

（2）雙頭螺栓

雙頭螺栓一般又稱(chēng)螺柱。多用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土屋架、屋面梁懸掛單軌梁吊掛件等。

（3）地腳螺栓

地腳螺栓分為一般地腳螺栓、直角地腳螺栓、錘頭螺栓和錨固地腳螺栓。

一般地腳螺栓和直角地腳螺栓是澆筑混凝土基礎(chǔ)時(shí)，預(yù)埋在基礎(chǔ)之中用以固定鋼柱的。錘頭螺栓是基礎(chǔ)螺栓的一種特殊形式，一般在混凝土基礎(chǔ)澆筑時(shí)將特制模箱（錨固板）預(yù)埋在基礎(chǔ)內(nèi)，用以固定鋼柱。錨固地腳螺栓是在已成形的混凝土基礎(chǔ)上經(jīng)鉆機(jī)制孔后，再澆筑固定的一種地腳螺栓。

2.普通螺栓的施工

（1）連接要求

普通螺栓在連接時(shí)應(yīng)符合下列要求：

①永久螺栓的螺栓頭和螺母的下面應(yīng)放置平墊圈。墊置在螺母下面的墊圈不應(yīng)多于2個(gè)，墊置在螺栓頭部下面的墊圈不應(yīng)多于1個(gè)；

②螺栓頭和螺母應(yīng)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面及墊圈密貼；

③對(duì)于槽鋼和工字鋼翼緣之類(lèi)傾斜面的螺栓連接，則應(yīng)放置斜墊片墊平，以使螺母和螺栓的頭部支承面垂直于螺桿，避免螺栓緊固時(shí)螺桿受到彎曲力；

④永久螺栓和錨固螺栓的螺母應(yīng)根據(jù)施工圖紙中的設(shè)計(jì)規(guī)定，采用有防松裝置的螺母或彈簧墊圈；

⑤對(duì)于動(dòng)荷載或重要部位的螺栓連接，應(yīng)在螺母的下面按設(shè)計(jì)要求放置彈簧墊圈；

⑥各種螺栓連接，從螺母一側(cè)伸出螺栓的長(zhǎng)度應(yīng)保持在不小于兩個(gè)完整螺紋的長(zhǎng)度；

⑦使用螺栓等級(jí)和材質(zhì)應(yīng)符合施工圖紙的要求。 （2）長(zhǎng)度選擇

連接螺栓的長(zhǎng)度可按下述公式計(jì)算

式中，

δ——連接板約束厚度（mm）；

H——螺母的高度（mm）;

h——墊圈的厚度（mm）；

n——墊圈的個(gè)數(shù)（個(gè)）；

C——螺桿的余長(zhǎng)（5～10mm）。

（3）緊固軸力

考慮到螺桿受力均勻，盡量減少連接件變形對(duì)緊固軸力的影響，保證各節(jié)點(diǎn)連接螺栓的質(zhì)量，螺栓緊固必須從中心開(kāi)始，對(duì)稱(chēng)施擰。其施擰時(shí)的緊固軸力應(yīng)不超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定。永久螺栓擰緊質(zhì)量檢驗(yàn)采用錘敲或用力矩扳手檢驗(yàn)，要求螺栓不顫頭和偏移，擰緊的真實(shí)性用塞尺檢查，對(duì)接表面高差（不平整）不應(yīng)超過(guò)0.5mm。

6.3.2.3高強(qiáng)螺栓

1.高強(qiáng)度螺栓的種類(lèi)和用途

高強(qiáng)度螺栓是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼材制成的一種特殊螺栓，具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)。它是繼鉚接連接之后發(fā)展起來(lái)的新型鋼結(jié)構(gòu)連接形式，已經(jīng)成為當(dāng)今鋼結(jié)構(gòu)連接的主要手段。

高強(qiáng)度螺栓按照連接形式分，可分為張拉連接、摩擦連接和承壓連接三種。

高強(qiáng)度螺栓連接具有安裝簡(jiǎn)便、迅速、能裝能拆和承壓高、受力性能好、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。因此，高強(qiáng)度螺栓普遍應(yīng)用于大跨度結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠(chǎng)房、橋梁結(jié)構(gòu)、高層鋼框架等重要結(jié)構(gòu)。

（1）高強(qiáng)度六角頭螺栓

鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓為粗牙普通螺紋，分為8.8S和10.9S兩種等級(jí)，一個(gè)連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈。高強(qiáng)度螺栓連接副應(yīng)同批制造，保證扭矩系數(shù)穩(wěn)定，同批連接副扭矩系數(shù)平均值為0.110～0.150，其扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于0.010。扭矩系數(shù)按下列公式計(jì)算：

式中，

K——扭矩系數(shù)；

d——高強(qiáng)度螺栓公稱(chēng)直徑（mm）；

M——施加扭矩（N·m）；

P——高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力（KN）。

10.9S級(jí)結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓緊固時(shí)軸力（P值）應(yīng)控制在表6-8規(guī)定的范圍內(nèi)； （2）扭剪型高強(qiáng)度螺栓

鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓一個(gè)螺栓連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈，它適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。連接副緊固軸力見(jiàn)表6-9。 2.高強(qiáng)度螺栓的施工

1）高強(qiáng)度螺栓施工的機(jī)器具

（1）手動(dòng)扭矩扳手各種高強(qiáng)度螺栓在施工中以手動(dòng)緊固時(shí)，都要使用有示明扭矩值的扳手施擰，使達(dá)到高強(qiáng)度螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。一般常用的手動(dòng)扭矩扳手有指針式、音響式和扭剪型三種（圖6-14）。

圖6-14手動(dòng)扳手1—扳手；2—千分表；3—主刻度；4—副刻度

①指針式扭矩扳手在頭部設(shè)一個(gè)指示盤(pán)配合套筒頭緊固六角螺栓，當(dāng)給扭矩扳手預(yù)加扭矩施擰時(shí)，指針盤(pán)即示出扭矩值。

②音響式扭矩扳手這是一種附加棘輪機(jī)構(gòu)預(yù)調(diào)式的手動(dòng)扭矩扳手，配合套筒可緊固各種直徑的螺栓。音響扭矩扳手在手柄的根部帶有力矩調(diào)整的主、副兩個(gè)刻度，施擰前，可按需要調(diào)整預(yù)定的扭矩值。當(dāng)施擰到預(yù)調(diào)的扭矩值時(shí)，便有明顯的音響和手上的感觸。這種扳手操作簡(jiǎn)單、效率高，適用于大規(guī)模的組裝作業(yè)和檢測(cè)螺栓緊固的扭矩值。

③扭剪型手動(dòng)扳手這是一種緊固扭剪型高強(qiáng)度螺栓使用的手動(dòng)力矩扳手，配合扳手緊固螺栓的套筒，設(shè)有內(nèi)套筒彈簧、內(nèi)套筒和外套筒。內(nèi)套筒可根據(jù)所緊固的扭剪型高強(qiáng)度螺栓直徑而更換相適應(yīng)的規(guī)格。緊固完畢后，扭剪型高強(qiáng)度螺栓卡頭在頸部被剪斷，所施加的扭矩可以視為合格。

（2）電動(dòng)扳手鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓緊固時(shí)用的電動(dòng)扳手有：NR-9000A,NR-12和雙重絕緣定扭矩、定轉(zhuǎn)角電動(dòng)扳手等，它們是拆卸和安裝六角高強(qiáng)度螺栓的機(jī)械化工具，可以自動(dòng)控制扭矩和轉(zhuǎn)角。

適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁、廠(chǎng)房建設(shè)、化工、發(fā)電設(shè)備安裝大六角頭高強(qiáng)度螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強(qiáng)度螺栓的初擰，以及對(duì)螺栓緊固件的扭