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高強度螺栓連接處接觸面摩擦系數試驗檢測

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發(fā)布時間：2025-08-16 19:56:21 更新時間：2025-08-15 19:56:21

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

高強度螺栓連接處接觸面摩擦系數試驗檢測概述

高強度螺栓連接是現代鋼結構建筑中的關鍵連接形式，廣泛應用于橋梁、高層建筑、工業(yè)廠房及大型公共設施等工程結構中。其可靠性直接影響到整體結構的安全性與耐久性。在高強度螺栓連接中，摩擦型連接依賴于連接件接觸面之間的摩擦力來傳遞剪力，因此接觸面的摩擦系數成為衡量連接性能的重要技術指標。摩擦系數的大小直接決定了螺栓連接能否在設計荷載下保持穩(wěn)定，避免滑移或失效。為確保施工質量與結構安全，必須對高強度螺栓連接處的接觸面摩擦系數進行嚴格檢測。該檢測項目不僅是設計階段的重要依據，也是施工驗收環(huán)節(jié)的必要程序。通過科學、規(guī)范的檢測手段，可以有效驗證連接面處理工藝（如噴砂、拋丸、涂刷防滑涂料等）是否符合設計要求，確保結構在實際受力環(huán)境下具備足夠的抗滑移能力。因此，摩擦系數試驗不僅具有技術意義，更承載著保障公共安全的重要責任。

檢測項目

高強度螺栓連接處接觸面摩擦系數試驗的主要檢測項目為接觸面的抗滑移系數（即摩擦系數），通常以μ表示。該系數反映了在施加預拉力后，連接板件間在滑動臨界狀態(tài)下的剪切承載能力。檢測過程中，通過施加軸向預拉力和橫向剪切力，模擬實際工況，測定摩擦面開始滑動時的臨界剪力與法向壓力的比值。檢測項目還包括對摩擦面處理工藝的評估，如表面粗糙度、清潔度、涂層類型及均勻性等，這些因素均對摩擦系數有顯著影響。此外，檢測還需關注試件的裝配狀態(tài)、螺栓的預拉力控制、夾具的對中性等，確保試驗結果真實可靠。

檢測儀器

進行高強度螺栓連接摩擦系數試驗需配備專用的試驗設備，主要包括：

萬能材料試驗機：用于施加軸向預拉力和橫向剪切力，要求設備具備高精度控制能力，加載速率穩(wěn)定，且能實時記錄荷載與位移數據。
高精度液壓拉力機或電液伺服拉伸系統(tǒng)：用于精確施加螺栓預拉力，通常配合拉力傳感器和位移傳感器，確保預拉力達到設計值的1.0～1.1倍。
摩擦系數測試夾具：由兩塊平行鋼板組成，模擬實際連接板件，夾具設計需保證試件在加載過程中不發(fā)生偏心或局部應力集中。
位移傳感器與荷載傳感器：用于實時測量滑動前的微小位移和剪切力變化，確保準確捕捉滑移起始點。
數據采集系統(tǒng)：集成計算機控制與數據處理軟件，實現全過程自動化記錄、分析與報告生成。

檢測方法

根據《鋼結構工程施工質量驗收標準》（GB 50205-2020）及相關規(guī)范，高強度螺栓連接摩擦面抗滑移系數試驗通常采用以下步驟：

試件制備：按設計要求選取連接板件，每組試件由兩塊鋼板組成，尺寸通常為150mm×300mm或150mm×200mm，螺栓數量為2根，采用高強螺栓連接。
表面處理：對試件接觸面進行噴砂、拋丸或涂刷防滑涂料等處理，處理方式需與實際工程一致。
安裝與預拉：將試件安裝在試驗機夾具中，使用扭剪型或扭矩型扳手施加設計規(guī)定的預拉力，控制在0.9～1.1倍的預拉力范圍內。
加載測試：在保持預拉力不變的前提下，緩慢施加橫向剪切力，速率控制在2～5kN/s，直到試件發(fā)生滑移。
滑移判斷：當測力系統(tǒng)讀數出現明顯下降或位移突增時，判定為滑移起始點，記錄此時的剪切力值。
計算摩擦系數：按照公式 μ = F_u / (n × P)，其中 F_u為滑移時的剪切力，n為螺栓數量，P為預拉力平均值。

檢測標準

高強度螺栓連接摩擦面抗滑移系數檢測需遵循以下國家及行業(yè)標準：

GB 50205-2020《鋼結構工程施工質量驗收標準》：明確規(guī)定了摩擦面抗滑移系數的檢測方法、試件要求、判定準則及驗收標準，要求摩擦系數不得低于設計值。
GB/T 3632-2023《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》：規(guī)定了螺栓的性能等級、尺寸公差及力學性能要求。
JGJ 82-2011《鋼結構高強度螺栓連接技術規(guī)程》：詳細規(guī)定了摩擦面處理、安裝工藝、檢測頻率及復檢要求，是施工與檢測的重要依據。
ISO 13823:2017《Fasteners — Determination of the coefficient of friction of bolted joints》：國際標準，提供了摩擦系數測試的通用方法，適用于國際工程項目的參考。

根據上述標準，每種連接形式通常需進行至少3組試件的檢測，取其平均值作為最終結果。若3組試件的最小值不小于設計值的0.95倍，且各組均滿足要求，則判定為合格。若任一組不合格，需加倍取樣復檢，復檢仍不合格則判定為不合格，需進行整改處理。