[發明專利]一種鋼結構工程高強度螺栓及其使用方法

有效

• 申請號: 201410051396.2
• 申請日: 2014-02-16
• 公開（公告）號: CN103807277A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 王瑞軍;王一飛;王東
• 申請（專利權）人: 中化二建集團有限公司
• 主分類號: F16B43/00
• 分類號: F16B43/00;F16B31/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明屬于機械領域，它主要用于鋼結構連接和固定，具體涉及鋼結構工程高強度螺栓及其使用方法。

背景技術

在鋼結構的預制安裝中，大量使用高強度六角頭螺栓，高強度六角頭螺栓連接的預拉伸力是衡量螺栓連接可靠性的重要指標，為了使螺栓達到所要求的預拉伸力，目前國內普遍采用的方法是轉角緊固法和力矩緊固法。

轉角緊固法的原理是由螺栓的伸長量來確定螺栓的軸向力（預拉伸力），而螺栓的伸長量則由螺帽的轉角量來判斷。轉角法需先將螺栓鎖緊至“密貼”狀態，消除板疊縫隙的影響，然后再在此基礎上，通過施加螺帽旋轉量來對螺栓施加預拉伸力，此時螺帽旋轉等同于對螺栓施加軸向伸長量。

力矩緊固法的原理是通過使用專用的測力扳手或是定力扳手，在螺母一側對螺母施擰，令其旋轉并向螺栓方向緊固，最終達到將擰緊力矩轉化為螺栓的預拉伸力的目的。與轉角法一樣，力矩法也要在連接件達到“密貼“接觸狀態時才能進行，例如“密貼”。否則將導致螺栓拉伸力不足和接頭松動。

轉角法和力矩法施工工藝復雜，工作效率低，而且施工質量不易控制，實際應用中對安裝工人的技術水平和實際經驗要求較高。

上述兩種方法存在扭矩對預拉伸力的影響，時有發生螺栓漏緊現象，造成安全事故隱患。

發明內容

為了避免上述現象的發生，本發明提供一種高強度螺栓及其緊固方法。

本發明的技術方案是：

一種鋼結構工程高強度螺栓，包括螺桿、螺母、墊圈，其特征是墊圈有兩個，一個是普通墊圈，另一個是壓力指示墊圈，所述壓力指示墊圈包括與普通墊圈相同材質的鋼外殼，外殼為環形密封空腔，空腔內部設有硅氧樹脂液體。外殼的一個環面靠近外緣上均布沖壓出4～6個直徑4毫米的凸起。凸起位置的金屬壁的厚度比外殼其它位置的金屬壁的厚度要薄1/3～2/3。

所述普通墊圈是GB/T1230鋼結構用高強度墊圈。

本發明的壓力指示墊圈如同一個小型壓力計，可以在螺栓緊固過程中測量螺栓預拉伸力。當螺栓緊固到壓力指示墊圈承受最小預拉伸力的1.1?～1.2倍時，壓力指示墊圈內部的硅氧樹脂會噴出，表明該螺栓已緊固到位。

本發明不存在扭矩對預拉伸力的影響，不會發生螺栓漏緊，安裝工人只需目測就能判斷螺栓是否緊固到位。

一種鋼結構工程高強度螺栓的使用方法，包括下述內容：

????⑴?當螺母被旋轉，壓力指示墊圈位于螺栓頭下方時，應在螺母下方設置普通墊圈；

????⑵?當螺母被旋轉，壓力指示墊圈位于螺母下方時，應在螺母和壓力指示墊之間設置普通墊圈；

????⑶?當螺栓頭被旋轉，壓力指示墊圈位于螺母下方時，應在螺栓頭下方設置普通墊圈；

????⑷?當螺栓頭被旋轉，壓力指示墊圈位于螺栓頭下方時，應在螺栓頭和壓力指示墊圈之間設置普通墊圈；

?⑸?壓力指示墊圈的校驗步驟：

①?將螺桿、螺母、壓力指示墊圈及普通墊圈裝入軸力計；

②在5～10秒時間內，使用扳手將螺栓緊固到其規定最小預拉伸力的1.1～1.2倍；螺栓預拉力值應控制在下表一所規定的范圍內。

表一??高強螺栓預拉力值（KN）

；

③觀察壓力指示墊圈的外觀、硅氧樹脂流出量以及壓力指示墊圈底部周圍噴射出硅氧樹脂的位置點數；

壓力指示墊圈上噴射出硅氧樹脂的凸起點數不少于壓力指示墊圈接觸面凸起點數減一，例如壓力指示墊圈上有5個凸起點，那就至少要在4個凸起點處噴射出硅氧樹脂；

重復這個實驗數次并從視覺上清楚螺栓緊固到位必須噴射出多少量的硅氧樹脂。最后，可以將軸力計的指示表盤蓋住，緊固螺栓直到目測認為壓力指示墊噴射出的硅氧樹脂量達到要求后停止，然后掀開檢查軸力計所示的預拉伸力是否達到。

（6）正確裝配鋼結構工程高強度螺栓，首先將所有鋼結構工程高強度螺栓初緊到“密貼”工況。“密貼”工況，就是通過一個人用短扳手，單手施以全力獲得，或者使用沖擊扳手沖擊幾下即可(可以觀察到螺母轉動由快變慢)。初緊的目的是使接點板疊的摩擦面緊密接觸，擰螺栓應從節點剛性最大的部分到自由邊順序地進行。先緊的螺栓可能會因后緊的螺栓而松弛，因此，有必要按同樣的次序復擰一遍，以使所有的螺栓最終都達到“密貼”工況（所述“密貼”工況，即高強度螺栓頭和墊圈與鋼結構之間不存在間隙），對大型接點尤其應當如此。??

“密貼”初擰從連接剛性最大的部分開始，然后系統地進行。