国内钢结构高强螺栓施拧主流方法是扭矩法，扭矩法终拧完成后，会进行检查，除了检查螺栓的外露丝扣、垫圈是否放反和转动、螺栓是否跟转之外，重头戏是终拧扭矩的检查。这篇小文就重点聊聊钢结构 高强螺栓 终拧扭矩检查。
终拧扭矩检查的前提是终拧使用扭矩法施工。国内钢结构行业使用扭矩法是从铁路钢桥开始的，相关规范也最早由铁科院和大桥局起草，对终拧扭矩检查的规定出发点是基于当时的工具和工艺条件，当时施拧工具是电流型定扭矩电动扳手，输出扭矩既不直观也不稳定，为防止发生装配事故，终拧扭矩检查作为一种保障手段写入相关规范。
那么终拧检查的目的呢？其实就简单一条：防止各类施拧批量事故。实践中，通过终拧检查，发现的主要问题有：扳手用错、扳手故障（不稳定）带病工作、扭矩系数用错、扭矩计算错误或扳手标定错误、预紧力损失过大、板层没有密贴等等。
1、终拧扭矩检查是有损检查，会对已完成施拧的连接副连接质量产生扰动。因此一般我们不鼓励做过多的终拧扭矩检查，也建议监理方、三检旁站记录。
2、终拧扭矩检查，测量的是残余扭矩，目的却是检查残余预紧力，并假定扭矩系数和施工时一致。高栓施拧的一大特点就是在施拧完成后，扭矩会在产生衰减，衰减的幅度受多种因素影响，没法精确测量和控制。因此一般不会将事后残余扭矩的检测作为精确评价施工工艺或工具精度的一种手段，其他行业一般通过动态扭矩测试来评价工具及工序的质量保障能力，钢结构行业一般通过班前的扳手标定来测试工具的能力。
3、终拧扭矩检查精度有限。施工的扭矩系数是通过抽样得出的，螺栓连接副个体之间会有差异，扭矩系数在施拧一次后也会发生变化，并且还和温度湿度相关。检查的扭矩也和加载速度、连接副连接刚度相关。预拉力损失也和时间、连接板层数、螺栓夹持长度相关。虽然终拧扭矩检查精度有限，但基于当初的工具和工艺条件下，也是一种不得已的质量保障措施。
因为终拧扭矩检查是有损检查，所以个人认为，终拧检查的比率应该在1%~5%就好。国内不同规范，检查比率从5%~10%都有，高铁桥梁有段时间是100%。
检查的时机主要考虑两个因素：预拉力和扭矩系数随时间的变化。除此之外还要考虑工期和涂装防腐的时机。
但对预拉力，正相反。前面说过施拧完成后，连接副的预紧力就会发生损失，这个损失过程类似指数函数，试验证明，绝大多损失在施拧的最初1小时内完成，24小时以后基本趋于稳定。因此，国内大多数规范终拧检查的时间规定为终拧完成后1小时后、24小时以内。但考虑到近些年钢结构体量的增长趋势，螺栓接头越来越大，有时候很难做到24小时内完成终拧检查，也因为这个原因有些规范修订时，在“24小时内“前加了一个“宜“，也有规范直接修改为48小时内。另外对一些复杂节点，由于预拉力损失在1小时后还没有趋于稳定，通常还是建议2小时后。
美国钢结构规范对螺栓终拧扭矩检查不推荐，但会使用终拧扭矩检查作为仲裁手段，在仲裁的相关条文中，没有规定终拧扭矩检查的时间，但在注释中特意注明：时间的流逝是扭矩预紧力关系（扭矩系数）需要关注的因素之一。
目前，国内钢结构终拧扭矩检查的方法主要是紧扣法和松扣复位法两种。两种方法各有利弊，紧扣法效率高，散差小，但手动操作难度高。松扣法效率低，但易操作。
紧扣法最让现场技术人员的头疼的是紧扣试验及紧扣比的确定。
相关规范之所以规定紧扣法要做试验，主要原因是扭矩系数和加载速度相关。通常高强度螺栓进场扭矩系数检验一般使用手动扳手加载，施工时使用电动扳手加载，检查时又使用手动扳手，三者加载速度相差比较大，测量的扭矩系数相差也比较大，极个别情况下能达15%！换一种说法，也就是说达到同样的预紧力，不同的加载速度需要的扭矩可能相差15%！紧扣法试验或者紧扣比试验其实就是严格的全要素模拟现场工况，消除这类误差。
松扣法比较有争议的一个是松开的角度，个人认为规定一个范围比固定一个角度更好，个人建议15~45°。有些规范规定为60°，虽然好操作（正好螺母松开一个棱角），但容易造成螺栓彻底松开反而麻烦。
松扣法对扭矩系数也有一个假定，就是和施拧时一致，但是松扣复位法的扭矩系数实际上是二次拧紧的扭矩系数，大量试验数据证明，当前国内钢结构高栓的表面处理工艺，第一次拧紧和第二次拧紧的扭矩系数还是区别蛮大的，个别情况下超过10%，所以一些有经验的技术人员，在抽样测量螺栓连接副的第一次扭矩系数后，会有意顺带使用终拧扭矩检查扳手加载来测量第二次拧紧的扭矩系数，用来减小松扣复位法误差，当然这种做法一般应用于对精度敏感的课题实验或者出现较大争议时。
不论紧扣法还是松扣法，还有一个问题就是检查时，必须卡住螺栓头，防止跟转。一旦跟转，测量的检查扭矩就应视为作废。
欧盟的钢结构施工规范，扭矩法施工的终拧扭矩检查，类似于紧扣法，但测量的是螺母转动角度，只能检查出欠拧，对超拧没办法检测。并且规定的转动角度阈值固定为15°比较随意，没有考虑到夹持长度和板层等因素，过于儿戏，聊胜于无，另外现有欧盟的检测设备及工具对螺母克服静摩擦后转动的角度测量也没有好办法，只能靠人工测量，效率低下且精度差，我的团队为此研发一款符合欧盟规范的全自动测量电动检查扳手，能高精度测量克服静摩擦后的转动角度并判断是否欠拧，欠拧后可自动补拧。
美国钢结构施工过去一直以转角法为主，老版规范条文中强调不建议终拧扭矩检查，但是会作为发生争议时的仲裁手段保留。最新的2020版规范，将几进几出的扭矩法又列入了规范，但强调的是事前验证和事中的程序正确，不主张事后扭矩检查。2020版对作为仲裁手段保留的终拧扭矩检查做了详细的规定，从规定看，使用的是紧扣法，并且强调进入仲裁程序，做终拧扭矩检查的前提是，怀疑预紧力不准！并且使用这种方法不仅仅仲裁扭矩法的预紧力，还可以用于仲裁其他工艺的预紧力：转角法、组合法、DTI垫圈法等等。并且强调终拧扭矩检查有局限性，很多工况下可靠性存疑，但仍是最可行的仲裁方法。
1、随着更好地工具（伺服数控工具），物联网技术和信息化的普及、检查比率会降低甚至取消。从2017年起，国内钢结构桥梁行业率先开始成规模甚至全桥使用第三代施拧工具，近两年甚至使用伺服三代工具，加上高栓施拧信息化的辅助，从实践数据看，施拧质量和稳定性均大幅提高，终拧扭矩检查的比率已经逐步降低，取消也已经提到议事议程上了。
2、如果预紧力有更好的检测办法（成本低、方便），终拧扭矩检查会取消，改为预紧力检查。目前看超声波、智能螺栓、智能垫圈都有希望。
3、国内扭矩法之外的工艺最终会成熟并成规模应用，高栓不需要保扭矩系数，终拧扭矩检查也会被其他检测手段代替。近几年我和我的团队一直在研究定轴力拧紧工具，并研究落座点角度施拧工艺、约当转角监控和控制技术等等，均取得了突破，公众号后续的文章会分享给大家。
4、这一轮国内大规模基建基本趋于尾声，国内基建行业走出去是大势所趋，国外的钢结构高栓施拧规范与国内有所不同，本公众号后续的文章也会对欧盟和美国钢结构高栓施工的规范做出详细解读。
来源：钢结构螺栓施拧 公众号，如有侵权请联系我们。
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