如何提高钢结构高强螺栓一次穿孔率

邱宏煜 吕振洋 黄涛

中国新兴建筑工程有限责任公司 北京 100032

摘 要：体量较大的钢结构工程往往需要数量庞大的配套的高强螺栓，因此高强螺栓的施工质量就关系到钢结构整体的施工质量，钢结构高强螺栓一次穿孔率是衡量高强螺栓施工质量的重要指标，也是钢结构工程总体效益的重要影响因素之一。所以在此类钢结构工程中，必须采取一定的控制及优化措施，保证高强螺栓一次穿孔率。本文以景山学校通州校区项目为例，探讨了提高钢结构高强螺栓一次穿孔率的方法。

关键词：钢结构；高强螺栓；一次穿孔率；提高对策

前 言：在钢结构工程中，高强螺栓部分的施工是一项重要内容，其穿孔率直接反映钢柱及钢梁安装是否足够准确，因此，很多工程都会以此为依据，对工程质量进行评价。为了确保钢结构工程的整体质量，施工单位普遍对高强螺栓一次穿孔率有着明确的指标要求，在质量控制中，相关工程人员必须严格按照具体的穿孔率要求，对施工操作过程进行监管。

1 工程概况

景山学校通州校区项目，位于北京市通州区亦庄新城站前区IV-5街区，是一所在建的九年一贯制学校及配属高中部，具有特色教学和完善设施的高标准现代化学校。共含8个单体：小学部、初中部、高中部、体育馆、实验楼、食堂、艺术楼和图书馆，建设面积96835.83㎡，主体结构形式为钢结构。主体钢结构以箱型柱和H型钢梁为主，钢板材质为Q345B，钢板涉及厚度为8-44mm，连接方式为“栓接＋焊接”，总用钢量约1.5万吨，建筑结构安全等级一级。本项目共用高强螺栓32.5万套。

本项目的质量目标为 “结构长城杯金杯”、“建筑长城杯金杯”、“中国建筑工程钢结构金奖”，争创“中国建设工程鲁班奖”。公司及项目都非常重视工程质量，对工程质量提出了很高要求。但在钢结构施工过程中，根据现场钢结构工人反映和项目技术、质量人员调查发现，钢结构高强螺栓一次穿孔成功率不高，仅91.7%。为了防止这种情况影响到工程的整体质量，项目管理人员组成专门负责这项工作的小组，希望尽快找出问题所在，采取一定的解决措施，提高钢结构高强螺栓一次穿孔率。

2 原因分析

小组成员首先进行了全面调查，以明确穿孔率偏低的原因。在调查中发现，一次穿孔失败的节点共有152个，其中有134个节点是由于孔位偏差比较大，占比高达88.16%。因此小组认为构件安装节点孔位偏差较大是造成一次穿孔率不高的主要原因，也是需要重点解决的问题。

接下来小组小组部成员主要针对“构件安装节点孔位偏差大”，通过查阅文献、现场调查和专题会议，所有人员各抒己见，经过记录和详细筛选。通过集思广益，互相启发、互相补充，从人、机、料、法、环、测六个方面进行讨论分析，最终确定了9条末端因素。分别是：人员技能因素、测量因素、技术交底因素、构件运输及存放因素、构件制作因素、焊接工艺因素、固定措施因素、构件安装顺序因素、天气因素。

小组针对每项因素，借助相应的方法，进行了要因确认，最后发现导致构件安装节点孔位偏差大的主要原因为：①构件制作问题（尺寸偏差、孔位不精准、毛边毛刺）②固定措施不当导致构件无法微调③构件安装顺序不当。

3 解决方法

在明确要因的基础上，小组围绕构件制作尺寸、固定措施、构件安装顺序三个方面分别研究提出相应解决对策。

针对构件制作尺寸偏差、孔位不精准、毛边毛刺的问题，确定了“源头把控，要求厂家提高钢结构制作质量并做好进厂验收工作”的对策。具体措施如下：①厂家在加工过程中，下料后对钢材切割面是否存在裂纹、夹渣、分层，并对气割尺寸进行复量。同时对孔的直径、圆度、垂直度进行复测，形成检测记录。装配工序后对钢构件组拼后外形尺寸进行复测，并对安装焊缝坡口进行复查。对成品构件尺寸、扭曲、垂直度、旁弯、外观进行检查。②每次构件进场对资料（装车清单、制作检验批、原材资料、构件合格证、检测报告）和构件截面尺寸、外观质量进行检查验收，验收合格签发验收单。

针对固定措施不当的问题，确定了“改变当前固定措施，重新交底并指导安装”的对策。具体措施如下：①钢柱对接接口处的临时固定措施改为耳板、夹板连接，耳板尺寸为PL16*135*270，夹板尺寸为PL12*90*695，采用M22*80高强螺栓连接。钢梁接口处的临时固定措施采用自由使用新型专利。②技术人员在现场重新进行技术交底，并演示安装方法。

针对构件安装顺序不当的问题，确定了“调整钢构件安装顺序”的对策，具体措施如下：经过会议研讨，决定将钢构件的安装顺序调整为：钢柱吊装→钢柱临时固定→钢梁吊装→钢梁临时固定→螺栓连接→钢柱焊接→钢梁焊接。并在现场进行试验。

4 效果检查

对策实施后，再次对现场钢结构高强螺栓一次穿孔率展开调查，选取小学部、初中部、高中部及食堂楼共4000个螺栓孔位，发现均一次穿孔成功，后续跟进过程中也未发现有工人反馈螺栓孔位不精准问题，高强螺栓一次穿孔率达到100%。

结 语：

通过上述措施，有效解决了钢结构高强螺栓一次穿孔率不高的问题，避免了因孔位偏差大而反复修正、扩孔。在确保工程质量的同时也提高了安装效率，加快了施工进度，节约了施工成本。

参考文献：

[1]钢结构工程施工规范：GB50755-2012[S].北京：中国工业出版社，2012

[2]钢结构焊接规范：GB50661-2011[S].北京：中国工业出版社，2012

[3]钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副：GB/T 3632-2008 [S].北京：中国工业出版社，2008

[4]张崧，谢黎奎.钢结构工程高强螺栓施工技术控制措施[A]. 河南省建筑业行业优秀论文集(2007)[C];2007年

[5]李永峰，吴桂莲.钢结构工程高强螺栓施工要点[A]. 河南省建筑业行业优秀论文集(2010)[C];2010年