高强螺栓终拧扭矩检测
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发布时间:2025-07-25 08:49:03 更新时间:2026-03-04 14:00:38
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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高强螺栓连接是钢结构工程中至关重要的连接方式,其连接的可靠性与安全性直接关系到整体结构的稳定性和承载能力。终拧扭矩是确保高强螺栓达到设计预紧力的关键参数之一,也是施工质量验收的核心指标。因此,对高强螺栓终拧扭矩进行科学、准确、规范的检测,是钢结构工程施工、监理及验收过程中不可或缺的环节。该检测目的在于验证螺栓在安装完成后,其施加的最终扭矩值是否符合设计要求及相关技术规范,从而保障连接节点在长期服役过程中能够有效地传递荷载,防止因预紧力不足或过大导致的滑移、松动甚至连接失效等安全隐患。
高强螺栓终拧扭矩检测的核心项目就是直接测量终拧扭矩值。具体而言,包含以下两种主要检测类型:
1. 非破坏性检查(扭矩法复验): 这是最常用的检测方式。使用经过校准的扭矩扳手(手动或电动)对施工完成后的螺栓进行复拧(通常仅加力至检测扭矩,而非完全拧紧),记录其达到检测扭矩(通常等于或略小于施工终拧扭矩)时扳手显示的扭矩值,将此值与设计终拧扭矩或施工终拧扭矩进行比较,判断其是否符合要求。
2. 破坏性检查(扭矩系数法复验): 在工程中按一定比例(通常在重要节点或批次中随机选取)选取螺栓进行。首先将螺母拧松约60°,再使用经过校准的扭矩扳手或轴力计将螺栓重新拧紧至断裂。通过测量断裂瞬间的扭矩值,并计算其扭矩系数K(K = T / (P * d),其中T为扭矩,P为螺栓预拉力,d为螺栓公称直径),将实测扭矩系数K与设计或规范要求的范围进行对比。
高强螺栓终拧扭矩检测的准确性和可靠性高度依赖于专业且经过校准的检测仪器:
1. 扭矩扳手: 是进行非破坏性检查(扭矩法)的主要工具。分为: * 指针式扭矩扳手: 通过指针指示刻度盘上的扭矩值,需人工读数。 * 数显式扭矩扳手: 直接以数字形式显示扭矩值,精度高,读数方便,可设定目标值并声光报警,是目前主流。 * 带打印功能扭矩扳手: 可存储并打印检测数据,便于数据追溯和管理。
2. 轴力计/扭矩-轴力传感器: 主要用于破坏性检查(扭矩系数法)或需要更精确测量预紧力(轴力)的场合。它可以直接测量螺栓在拧紧过程中产生的轴向拉力(预拉力P)和施加的扭矩(T),从而直接计算扭矩系数K。
3. 校准装置: 扭矩扳手和轴力计必须定期(通常在使用前、使用后或每隔一定时间/次数)送到具有资质的计量检定机构进行校准,以确保其测量精度符合标准要求。校准证书是检测结果有效性的重要依据。
高强螺栓终拧扭矩检测应严格遵循规定的步骤:
非破坏性检查(扭矩法): * 在完成终拧后的1-24小时内(具体时间依据相关标准,如GB 50205规定为1-48小时内)进行。 * 选取代表性检验批(按节点或按螺栓连接副批号),按比例随机抽样。 * 将校准好的扭矩扳手套入待检螺栓的螺母上。 * 沿拧紧方向缓慢、平稳地施加扭矩。 * 当扳手发出“咔哒”声(预设扭矩到达报警)或指针/数显达到设计终拧扭矩或检查扭矩(通常为施工终拧扭矩的95%-105%或按标准规定)时,读取并记录扭矩值。 * 将此实测扭矩值与设计终拧扭矩或标准允许范围进行对比判定。
破坏性检查(扭矩系数法): * 在工程中按规定比例(通常在重要节点或批次中随机选取)选取螺栓。 * 安装轴力计(如果需要精确测量轴力)。 * 将螺母拧松约60°。 * 使用校准的扭矩扳手或电动扳手平稳、连续地拧紧螺母(控制加荷速率,通常要求每分钟约1°),直至螺栓断裂。 * 记录断裂瞬间的扭矩值(T)。 * 若使用轴力计,同时记录断裂瞬间的预拉力(P)(对于大六角头螺栓连接副)。对于扭剪型螺栓,其梅花头被拧断的扭矩即为终拧扭矩。 * 计算扭矩系数K = T / (P * d)。 * 将实测扭矩系数K与设计值或标准规定范围(通常要求平均值在0.11-0.15范围,标准偏差≤0.01)进行对比判定。
高强螺栓终拧扭矩检测必须严格依据国家或行业颁布的技术规范和标准进行,主要包括:
1. GB 50205-2020 《钢结构工程施工质量验收标准》: 这是国内钢结构工程验收的强制性标准。其中第6.3节“高强度螺栓连接”明确规定了高强螺栓连接副的进场验收、安装过程控制以及终拧后的质量检验要求,包括扭矩法(复验扭矩)和扭矩系数法(破坏性试验)的抽样比例、检测方法、判定规则(如扭矩法实测扭矩值与施工扭矩值的偏差在±10%以内为合格)。
2. JGJ 82-2011 《钢结构高强度螺栓连接技术规程》: 该规程更详细地规定了高强度螺栓连接的设计、施工、检验和验收要求。它对高强度螺栓连接副的性能等级、预拉力设计值、扭矩系数、摩擦面处理、安装工艺(初拧、复拧、终拧)以及终拧后的质量检查(包括扭矩法复验和扭矩系数测定)提供了具体的技术指导和参数要求。
3. GB/T 1231-2006 《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》: 该标准规定了高强度大六角头螺栓连接副(螺栓、螺母、垫圈)的材料、机械性能、尺寸、公差、表面处理、标志、包装等技术要求以及扭矩系数的试验方法。
4. GB/T 3632-2008 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》: 该标准规定了扭剪型高强度螺栓连接副的技术要求(包括紧固轴力、扭矩系数等)及试验方法。 * 5. 校准标准: JJG 797-2013 《扭矩扳子检定规程》等,确保检测仪器本身的精度和量值传递准确。
总结: 高强螺栓终拧扭矩检测是一项标准化、规范化的技术工作。选择合适的检测项目(扭矩法或扭矩系数法),使用经过严格校准的专用检测仪器(扭矩扳手、轴力计),并严格按照GB 50205、JGJ 82等核心标准规定的方法和判定准则进行操作与结果判定,是确保钢结构工程中高强螺栓连接安全、可靠的关键保障措施。施工方、监理方和检测机构必须对此予以高度重视。

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