钢桁架高强螺栓连接施工工法_secret

钢桁架高强螺栓连接施工工法
1 前 言
全部采用高强螺栓节点连接的超厚轧制型钢和焊接厚板组合桁架结构施工新工艺现阶段在钢结构桥梁工程中已经开始使用，但在房屋建筑工程当中较少采用。

此种工艺具有可控制变形、简化施工工艺、降低成本、有利于工业化发展、适应高寒地区冬季施工、加快工期等特点。

我公司在施工实践的基础上，经过系统的分析、总结，编制了本工法。

2 工法特点
2.0.1在钢桁架施工过程中不需要采用焊接作业，既可以减少现场焊接厚板产生的变形，又可以起到安装迅速的目的。

2.0.2与焊接节点和栓焊节点施工相比，将焊接节点或栓焊节点采用高强螺栓连接节点所取代，使材料、人工成本均得以降低，简化了施工工艺。

2.0.3采用高强螺栓连接节点有利于平面及高程误差的整体均匀调整。

2.0.4现场采用高强螺栓连接替代焊接连接，减少了对周围环境的污染。

3 适用范围
本工法适用于节点形式为高强螺栓连接的工业及民用建筑钢钢桁架结构工程的施工。

4 工艺原理
采用高强螺栓、连接板将钢柱、上下弦、斜腹杆连接成整体的稳定桁架体系，并且每个节点内部的高强螺栓也通过一定的安装顺序形成组群节点。

5 施工工艺流程及操作要点
5.1 工艺流程
总体的桁架安装顺序应从核心筒中部先形成稳定体系，再向四周发散进行安装。

5.2 操作要点
5.2.1按设计图纸及规范要求加工钢构件，为保证构件的加工质量需派专门驻厂人员进行钢构件
按设计图纸及规范要求加工构件 构件分区分榀在加工厂进行预拼装
构件及高强螺栓等配件进场并验收
桁架钢柱安装
桁架连接板临时固定
下弦杆、斜撑用安装螺栓安装
下弦斜撑节点高强螺栓初拧 桁架的调整、替换安装螺栓 上弦构件用安装螺栓安装
桁架调整、替换上弦节点安装螺栓
上弦节点的高强螺栓初拧
下弦斜撑节点高强螺栓的终拧
上弦节点高强螺栓的终拧
形成稳定的桁架体系并进行质量验收
加工质量的监督。

5.2.2构件分区分榀在加工厂进行预拼装
为保证安装节点螺栓的穿孔率，避免因加工误差造成现场安装的返工，故需分区分榀在加工厂进行预拼装。

1．预拼装方法
根据施工顺序，将钢构件划分成预拼装单元后，将每个预拼装单元逐个进行拼装。

根据设计图纸及拼装单元形式，进行卧拼或立拼。

预拼装采用工厂吊车作为主要机械，待预拼装单元所有杆件都就好位以后，对桁架进行整体校正并穿装安装螺栓，预拼装完成，进行验收，将桁架拆散运输出厂。

2．预拼装原则：尽量拼装成整榀桁架，如果由于场地条件限制，没有足够的场地进行预拼装，可以分段拼装，但是必须保证最少的拼装单元不能少于三跨间进行连续拼装，以保证真正达到预拼装检验工厂制作精度的目的。

5.2.3构件及高强螺栓等配件进场并验收
预拼装检验合格后构件出厂运至现场，到达现场检查构件是否在运输途中有变形和损坏情况，并现场抽查10%构件验收。

5.2.4桁架钢柱安装
柱使用现场安装的塔吊进行安装，吊装采用专用吊耳进行吊装。

图5.2.4-1钢柱起吊 图5.2.4-2塔吊缓慢的边转臂边起钩
枕木
吊绳
钢柱
钢柱起吊方向
图5.2.4-3钢柱起吊至垂直离地500mm停钩检查图5.2.4-4拉缆风绳对立柱进行临时固定
5.2.5下弦杆、斜撑用安装螺栓安装
结构安装初期采用安装螺栓进行桁架固定，安装螺栓采用10.9级高强螺栓，安装螺栓使用数量为连接节点螺栓群数量的1/2，安装钢销至少为连接节点螺栓群数量的1/10。

待结构测量校正完毕后再将安装螺栓换为设计使用的高强螺栓。

5.2.6桁架调整、替换安装螺栓
桁架进行测量校正，校正结束后用设计使用的高强螺栓替换安装螺栓。

高强螺栓替换时，应先补穿未装螺栓的螺栓孔，然后逐条替换临时螺栓。

螺栓的穿入方向尽量一致，品种、规格要按照设计要求进行安装。

高强螺栓安装应能自由穿入螺栓孔，严禁强行穿入，如不能自由穿入时，该孔应用电动磨头进行修整。

5.2.7下弦杆、斜撑节点高强螺栓初拧
高强螺栓施工时分为初拧和终拧两个步骤，初拧时主要为消除扳间间隙，初拧的力矩一般为终拧力矩的50%～70％左右。

初拧合格后应做出标记，如下图：
图5.2.7-1高强螺栓初拧示意图图5.2.7-2高强螺栓初拧完划线
5.2.8上弦构件用安装螺栓安装
与下弦与斜腹杆安装相同，结构安装初期采用安装螺栓进行桁架固定，安装螺栓采用10.9
连接板
缆风绳
手动葫芦
级高强螺栓，安装螺栓使用数量为连接节点螺栓群数量的1/2，安装钢销至少为连接节点螺栓群数量的1/10。

5.2.9桁架调整、替换上弦节点的安装螺栓
桁架进行测量校正，校正结束后上弦节点用设计使用的高强螺栓替换安装螺栓。

高强螺栓替换时，应先补穿未装螺栓的螺栓孔，然后逐条替换临时螺栓。

螺栓的穿入方向尽量一致，品种、规格要按照设计要求进行安装。

5.2.10上弦节点的高强螺栓初拧
同下弦、斜撑节点的施工方法。

5.2.11下弦、斜撑节点的高强螺栓终拧
高强螺栓初拧完毕，用专用工具（手动或电动扳手）进行终拧，不得用终拧扳手代替初拧扳手使用。

用小锤敲击法对高强度螺栓进行普查，不得出现漏拧现象。

同一个高强度螺栓初拧和终拧的时间间隔，要求不得超过一天。

高强螺栓终拧完毕，应及时进行螺栓的检查验收工作。

图5.2.11-1电动扳手进行高强螺栓的终拧
5.2.12上弦节点的高强螺栓终拧
同下弦、斜撑节点的施工方法。

5.2.13单个组群的高强螺栓施拧顺序
应从节点的中部分别辐射安装，如下图：
图5.2.13-1 单个高强度螺栓群施拧顺序
5.2.14形成稳定的桁架体系并进行质量验收
5.2.15高强度螺栓连接副的施拧顺序和初拧扭矩应符合以下规定：
1.将螺栓穿入固定的连接板，拧上六角螺母，用扳手拧紧。

2.将基准扭矩扳手套在六角螺母上施拧到设计扭矩值，作上标记。

3.再换上电动扳手，开启电动扳手，紧固螺母至扳手停。

4.电动扳手停止的位置及扭矩值与标记进行对比，再通过调整扳手上的旋钮，即可得出试测扳手的正确扭矩值。

5.2.16高强螺栓拧紧的顺序，应从螺栓群中部开始，向四周扩展，逐个拧紧。

5.2.17在高强度螺栓和高强度螺母的下面应放置一个的垫圈。

当孔径与螺栓直径相差4毫米时可以在其中一个下面（螺母或螺栓头）仅放置一个垫圈，使其旋转保证螺栓的张力。

6 材料和设备
6.1 材料和设备表6.1.0-1 序号名称规格数量单位用途备注一电动工具
1 电动扳手1700～3000N*m
2 把安装
2 孔磨机 2 台安装修补
二手动工具及辅
助材料
1 手动扭矩扳手1500～2500N*m
2 个
2 检测扭矩表 1 个
3 钢销150 个初步安装使用
4 安装螺栓20000 套
三电器
1 二级电箱
2 个从工地总表引来电源
2 流动电箱10 个电动工具用
3 外插式插座10-15A 20 套电动工具用
4 橡套电缆500 m
7 质量控制
7.1质量控制依据
严格按《钢结构施工及验收规范》（GB50205-2001）和《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82-91）进行质量控制。

7.2质量控制的具体措施
7.2.1高强螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、油污和涂料等。

7.2.2本工法要求螺栓抗滑移系数大于等于0.5。

7.2.3接口处零件接触表面应按设计预定方法进行喷砂或抛丸处理。

必需用钢刷对待处理和处理表面预先清理油污。

组装前已处理过的表面必须防止落上泥土、油污、涂料和结冰。

7.2.4对接零件表面差（非平面扭曲）高于0.5－3mm时应通过机械处理使之形成一个斜度不超过1：10的平滑斜面来予以消除。

7.2.5高强度螺栓应能自由穿入螺栓孔。

高强度螺栓孔不应采用气割扩孔，扩孔数量应征得设计同意，扩孔后的孔径不应超过1.2d（d 为螺栓直径）。

8 安全措施
8.2.1做好“临边”的防护
楼层边缘钢构件安装时，为了防止施工人员、螺栓及其安装工具等从楼层边缘坠落到楼下，在楼层边缘搭设操作脚手架，并在操作脚手架外侧满布密目网。

8.2.2操作平台的搭设
本工程安装时,须搭设脚手架操作平台,用于节点高强螺栓施工作业。

8.2.3防坠器的配备
为保证操作人员在上下钢柱时的人身安全，每根钢柱安装时都配备防坠器。

人员上下时，将安全带挂在防坠器的挂钩上，避免发生坠落事故。

安全挂钩与工具防坠链：将全部自动工具，轻型电工工具加设不同形式的防坠链和挂钩，防止工具坠落伤人事故。

9 环保措施
9.1高强度螺栓的节约管理
9.1.1建立完善的材料管理系统，加强对材料的管理，避免人为造成的材料浪费，加强仓库管理，严格规定材料的领取和退还办法。

9.1.2加强施工过程管理，在交底中明确规定单个节点材料的使用余量。

9.1.3操作人员与一线管理者均使用熟练的专业技术人员。

9.2 降噪和预防光污染
高强螺栓施工避免了产生一些噪音和污染光源，降低这些污染源所造成的辐射型污染，施工过程达到绿色施工的目的。

10 效益分析
俄罗斯联邦大厦32～36转换层钢结构重为3100t，钢构件数量255根， 12.9级高强螺栓60000套。

计划工期为45天，使用两台内爬式变臂塔吊分两个班组进行吊装，缩短了工期并解决了其他施工方法难于安装的问题，取得了良好的经济效益和社会效益。

高强螺栓组群连接方式施工与焊接、栓焊施工方式施工效益分析对比表表10.0.0-1
对比项目焊接节点连接方
式施工栓焊节点连接方
式施工
高强螺栓组群连
接方式施工
节约费用（时间）备注
构件安装效率1小时/根0.8小时/根0.5小时/根与焊接提前0.5小时/根
与栓焊提前0.3小时/根
内爬塔变臂式
塔吊进行施工
总工期2个月 1.5个月1个月与焊接对比提前1个月
与栓焊对比提前0.5个月
经济效益材料费约12万元
机械费约80万元
人工费约30万元
总费用约为122万
元
材料费约18万元
机械费约62万元
人工费约24万元
总费用约为104万
元
机械费约23万元
机械费约47万元
人工费约18万元
总费用约为88万
元
与焊接对比节省费用34
万元
与栓焊对比节省费用16
万元
按转换层构件
255根考虑
施工质量难保证较难保证容易保证厚板焊接需要
操作工人技术
水平高
施工工序较多多少
以上测试
数据
机械进出场费基本不受工期影响.
11 应用实例
本工法在俄罗斯联邦大厦32～36转换层钢结构超重钢柱施工中进行应用，本工程为施工地点莫斯科三环开发区19号地，建筑面积约30万m2，A塔为97层的钢筋混凝土加钢桁架结构，开工日期为2005年10月，预计竣工日期2009年12月。

32～36钢结构转换层开工日期为2007年10月10日，竣工日期为2007年12月1日。

钢桁架总重为3100吨，本工程转换层钢桁架施工计划工期45天，实际工期为32天，比计划节省费用约200000元，一次穿孔率达到97%，得到业主和质量监督的一致好评，取得了良好的经济效益和社会效益。

本工法避免了冬季焊接施工对质量的影响，具有操作简单、节省工期、利于调整的优点，在房屋建筑工程中应大力推广。

图11.0.0-1 32～36钢结构转换层施工完毕实景。