一、什么是扭剪型高强度螺栓？

扭剪型高强度螺栓是一种特殊的高强度螺栓连接副，通常由一根螺栓、一个螺母和一个梅花卡头（俗称“梅花头”）组成。它最显著的外观特征是螺栓的尾部带有一个较细的、截面为梅花状的卡头。

它的核心工作原理是：通过施加扭矩，将螺栓内部的预拉力（轴力）达到一个设计要求的特定值，而这个值的最终标志就是将其尾部的梅花头拧断。

二、主要用途

扭剪型高强度螺栓主要用于钢结构工程中，特别是那些承受动载荷或对连接可靠性要求极高的关键受力部位。其设计初衷就是为了实现更精确、更可靠的预拉力控制。

典型的应用场景包括：

1. 建筑钢结构：高层/超高层建筑的钢柱、钢梁之间的连接，主次梁的连接等。这些是建筑的主要承重结构，对连接强度和安全要求极高。

2. 桥梁钢结构：大型公路桥、铁路桥的钢箱梁、钢桁架等部位的现场拼接。

3. 工业厂房及重型设备：电厂、石化厂房的大型钢结构框架，以及大型起重设备（如塔吊）的机身连接。

4. 体育场馆及其他大型公共设施：机场航站楼、体育场罩棚等大跨度空间结构的节点连接。

核心作用： 它不是依靠螺栓本身的抗剪能力，而是通过在拧紧后，在钢板接触面之间产生巨大的夹紧力（即预拉力）。当结构承受外力时，这个夹紧力会使得连接板之间产生巨大的摩擦力，以此来抵抗外力，从而将构件牢固地连接在一起。这种连接方式称为摩擦型高强度螺栓连接。

三、使用方法（施工程序）

扭剪型螺栓的施工有一套严格、标准化的流程，以确保连接质量。主要步骤如下：

1. 施工准备

· 检查连接件：检查被连接钢板的摩擦面是否处理到位（如喷砂、抛丸等），确保其抗滑移系数符合设计要求，并且表面无油污、浮锈等。

· 检查螺栓：确认螺栓、螺母、垫圈的规格、等级（通常为10.9S）符合设计要求，并配套使用，严禁混用。

· 准备工具：使用专用的扭剪型电动扳手。

2. 安装初拧

· 将螺栓自由穿入螺栓孔（严禁用锤子强行打入）。

· 先用普通扳手或电动扳手的初拧档，将螺母拧紧至与垫圈贴合。然后，使用电动扳手进行初拧。初拧的目的是使连接板之间紧密贴合，其扭矩值通常为终拧扭矩的50%左右。

· 初拧顺序应从螺栓群中间向四周对称进行，以防钢板发生翘曲。

3. 终拧

· 使用扭剪型电动扳手进行终拧。扳手有两个套筒，内套筒套住螺母，外套筒套住螺栓尾部的梅花卡头。

· 启动扳手，内套筒拧紧螺母，外套筒则反向卡住梅花头阻止其转动。

· 随着螺母的拧紧，螺栓杆承受的拉力越来越大。当预拉力达到设计值时（即螺栓内部的应力达到了屈服强度），梅花卡头的细颈处因应力集中而发生剪切断裂。

· 梅花头被拧断，即标志着终拧完成。这是一种非常直观和可靠的“合格”信号。

4. 检查验收

· 目视检查：主要检查梅花头是否已被拧断。如果绝大多数螺栓的梅花头都已拧断，则认为终拧合格。

· 抽查：对于少数因构造原因无法用专用扳手终拧的螺栓（需用高强度大六角头螺栓代替），应按大六角头螺栓的检查方法（如扭矩法或转角法）进行抽查。

· 记录：做好施工记录，并对拧下的梅花头进行回收，保持现场整洁。

四、优点与特点

1. 预拉力控制精确可靠：梅花头的断裂扭矩是经过精密计算的，只要使用合格的螺栓和专用工具，就能保证预拉力非常接近设计值，质量稳定。

2. 直观的质量判断标准：梅花头是否拧断一目了然，便于操作工人自检和质检员验收，极大地减少了人为判断误差。

3. 施工效率高：使用专用电动扳手，操作简单快捷，终拧过程一步到位，工作效率高。

4. 连接性能好：能确保连接板间产生稳定、巨大的摩擦力，抗震和抗疲劳性能优越。

总结

扭剪型高强度螺栓是一种为高强度、高可靠性钢结构摩擦连接而设计的先进紧固系统。它通过 “拧断梅花头” 这一独特且直观的方式，来确保螺栓施加给连接板的预拉力达到设计要求，从而保证了整个钢结构工程的安全与稳定。其使用必须遵循严格的施工工艺，并配备专用工具。