鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓施工技術(shù)解析：HS與TS螺栓的性能差異與應(yīng)用要點(diǎn)

摘要：在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程中，HS（大六角高強(qiáng)）螺栓與TS（扭剪型高強(qiáng)）螺栓作為關(guān)鍵連接構(gòu)件，其性能特點(diǎn)與施工工藝直接影響結(jié)構(gòu)安全。本文將系統(tǒng)解析兩類螺栓的技術(shù)特性，并重點(diǎn)闡述其在施工中的關(guān)鍵控制要點(diǎn)。

一、結(jié)構(gòu)特性對(duì)比分析

1. HS螺栓系統(tǒng)

- 組件構(gòu)成：螺栓（大六角頭）+螺母+雙墊圈組合

- 力學(xué)特性：采用10.9級(jí)或8.8級(jí)高強(qiáng)鋼材（45#鋼/高錳鋼），經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后屈服強(qiáng)度達(dá)940MPa

- 作用機(jī)理：通過施加預(yù)緊力（≥設(shè)計(jì)拉力值的75%）建立結(jié)構(gòu)面間靜摩擦力，實(shí)現(xiàn)抗剪連接

2. TS螺栓系統(tǒng)

- 組件構(gòu)成：T型頭螺栓+螺母+單墊圈

- 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：獨(dú)特環(huán)形凹槽設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)扭矩自控，終緊時(shí)通過斷裂扭矩環(huán)完成施工驗(yàn)證

- 工藝優(yōu)勢(shì)：降低扭矩偏差率至±5%以內(nèi)，較傳統(tǒng)方法提升施工精度30%

二、施工工藝控制要點(diǎn)

1. 標(biāo)準(zhǔn)化施工流程

初緊階段：采用沖擊型電動(dòng)扳手（扭矩系數(shù)0.11-0.15）完成50%預(yù)緊力施加

終緊控制：

- HS螺栓：扭矩法施工，使用經(jīng)標(biāo)定扭矩扳手（精度±3%）

- TS螺栓：轉(zhuǎn)角法施工，專用扭剪扳手實(shí)現(xiàn)扭矩-轉(zhuǎn)角雙重控制

2. 關(guān)鍵工藝參數(shù)

表1 典型施工參數(shù)對(duì)比

| 參數(shù)項(xiàng)       | HS10.9螺栓 | TS10.9螺栓 |

|--------------|------------|------------|

| 預(yù)緊力(kN)   | 170-220    | 160-210    |

| 終緊扭矩(N·m)| 980-1200   | 斷頸控制    |

| 摩擦系數(shù)μ    | ≥0.45      | ≥0.40      |

3. 質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

- 扭矩抽檢率：節(jié)點(diǎn)螺栓數(shù)的5%且≥10套

- 接觸面間隙：≤0.3mm（用0.3mm塞尺檢測(cè)）

- 延遲斷裂監(jiān)測(cè)：終緊后24h復(fù)測(cè)扭矩衰減≤5%

三、工程應(yīng)用選擇原則

1. 荷載特征適應(yīng)性

- 動(dòng)載結(jié)構(gòu)（橋梁/吊車梁）：優(yōu)先選用HS螺栓（疲勞強(qiáng)度提升25%）

- 抗震結(jié)構(gòu)：TS螺栓更優(yōu)（耗能能力提升15%）

2. 施工條件匹配性

- 高空作業(yè)：推薦TS螺栓（施工效率提高40%）

- 大直徑連接（≥M30）：宜用HS螺栓（預(yù)緊力控制更穩(wěn)定）

四、技術(shù)發(fā)展前瞻

新型智能螺栓系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過內(nèi)置傳感器可無線傳輸螺栓應(yīng)力狀態(tài)。BIM技術(shù)集成應(yīng)用使螺栓施工誤差率降至1‰以下，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)連接進(jìn)入數(shù)字化控制新階段。

結(jié)論：在港珠澳大橋等重大工程實(shí)踐中，HS與TS螺栓的精準(zhǔn)應(yīng)用已形成完善的施工技術(shù)體系。工程人員應(yīng)依據(jù)結(jié)構(gòu)特性、荷載條件和施工環(huán)境，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，科學(xué)選擇并規(guī)范實(shí)施高強(qiáng)螺栓連接工藝，確保鋼結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性。

[1] GB 50205-2020 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

[2] JGJ 82-2011 鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程

[3] 美國AISC 360-16鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范（螺栓連接章節(jié)）