オン 海外鋼構造物プロジェクト、多くの場合、現場で最大の悩みの種となるのは設計ではなく溶接です。
溶接、溶接機、溶接検査、雨天時の予熱、スケジュールのプレッシャーの下で完了した溶接など、どの段階でも問題が発生するとプロジェクトが遅れる可能性があります。過去 20 年にわたり、高強度ボルト締結は国際プロジェクトにおける代替手段としてますます一般的になりました。
この記事では、技術原則、プロジェクトの実行、実際的な意思決定という 3 つの観点からボルト締結が好まれる理由を説明します。
なぜボルト締めを優先するのか?プロジェクトオーナーの視点
現場での溶接が不要、天候への依存が少ない
スチール部材は工場で溶接および塗装されます。現場では、作業員はメンバーをボルトで結合し、所定の位置に持ち上げるだけです。梅雨、湿気、寒さによって設置が中断される可能性は低くなります。これが、ボルト固定ソリューションが次のような天候に左右されやすい市場で人気が高まっている主な理由です。 東南アジア、アフリカ、中東。
現場でのスキル要件の軽減
高強度のボルト接続には、熟練した溶接工ではなく、トルク レンチと標準作業手順 (SOP) が必要です。
海外プロジェクトでは現地の溶接工が不足するのが一般的であり、オーナーは当然のことながら遅れを心配します。ボルト固定ソリューションでは、溶接工の可用性とスキルがクリティカル パスから排除されます。
明確な品質記録
ボルトの予張力、トルク係数、滑り係数を工場や現場の機器で測定し、追跡可能な記録を作成できます。これにより、現場監督者や保険会社にとっても検証が容易になります。
溶接の品質は溶接者のスキルと、放射線検査（RT）、超音波検査（UT）、磁粉検査（MT）などの検査によって左右されるため、 結果はさらに大きく異なる可能性があります。
技術原則: ボルト締結による荷重の伝達方法
スリップクリティカル接続とベアリングタイプ接続の比較
高強度ボルト接続は通常、次の 2 つのカテゴリに分類されます。
- スリップクリティカル 接続は、接続されたプレート間の摩擦によって荷重を伝達します。より大きなプリテンションとより高いスリップ係数により、滑りに対する抵抗が増加します。
- ベアリング式 接続により、プレート間の動きが制限され、ボルトのシャンクと穴の壁の間のベアリングを介して荷重が伝達されます。多少の変形にも対応できる場合がございます。
スリップクリティカル接続が一般的 動きを制限し、高い剛性を提供し、動的負荷の下でも優れた性能を発揮するため、国際プロジェクトで採用されています。
スリップファクター
滑り係数 (μ) はボルト接続の重要な設計パラメータであり、接続されたプレートの表面処理に依存します。
| 標準 | 表面処理 | スリップファクター |
| 中国規格 GB 50205 | サンドブラスト+無機ジンクリッチペイント | 約0.45～0.50 |
| AISC（米国規格） | クラスA（ミルスケール） | 0.30 |
| AISC（米国規格） | クラスB (サンドブラスト、ジンクリッチコーティング) | 0.50 |
| EN 1090 (欧州規格) | 表面クラス A ～ H | 0.30～0.50 |
該当する設計コードで指定された値を使用してください。 現場で設置する前に、スリップ率を確認する必要があります—これは定期検査項目です。
張力と強度のグレード
| 標準 | グレード | 引張強さ(MPa) |
| 中国規格 GB/T 3077 | 10.9S | 約1,040 |
| AISC | A490 | 約1,040～1,100 |
| AISC | A325 | 約725–825 |
| EN 1993 | 10.9 | 約1,040 |
中国グレード 10.9S と AISC A490 は同様の引張強度範囲 (約 1,040 MPa) にありますが、 化学組成、衝撃靱性、および厚さの範囲をプロジェクトの仕様と照らし合わせて確認する必要があります。
ボルト締めと溶接: プロジェクトレベルの比較
| アスペクト | 高力ボルト | 現場溶接 |
| 工場での製作精度 | 穴位置公差の厳密な管理 | 高 |
| 現場での労働要件 | トルクレンチオペレーター | 熟練溶接工 + NDT |
| 天候の影響 | 最小限 | 風、雨、湿気に弱い |
| 現地スケジュール | ショート（引き上げ＋引き締め） | ロング（溶接＋検査） |
| 品質検査 | トルク検証（機器測定可能） | UT/MT/RT (担当者による) |
| コーティング補修 | 最小限 | 接合部の大幅なタッチアップ |
| 分解可能 | はい | いいえ |
| コスト | ボルトは少し高価です | 人件費や検査に費用がかかる場合がある |
| 代表的な用途 | 一次/二次構造および被覆材 | ロングスパンのフィールドスプライスと露出した建築接合部 |
これらの違いをプロジェクト用語に置き換えると、次のようになります。
- 一般にボルト締めの方が有利です。 スケジュールリスク.
- 溶接オファー 柔軟性の向上 特殊な関節や調整可能な角度に対応します。
国際プロジェクトでは、ほとんどの接続にはボルト締めが使用され、特別な詳細には現地で溶接が使用されることがよくあります。
溶接が必要なのはどのような場合ですか?
ボルト締めは普遍的な解決策ではありません。次の 3 つの典型的なケースでは、溶接が依然として適切である可能性があります。
- 長スパントラスの現地接合ジョイント—大きな部材は、輸送サイズの制限により、分割して輸送する必要がある場合があります。
- 後に撤去される仮設物—ボルト結合は分解できますが、溶接結合は切断しないと分離できません。
- 厳しい美的要件を備えた露出した建築接合部—地面溶接により、ボルトが見えるままでシームレスな外観を作成できます。
これらのケースは、多くの国際プロジェクトの中で比較的小さな割合を占めます。ボルト締めは、ほとんどの一次および二次構造および被覆サポートに使用できます。
腐食防止: ボルト締めのあまり明らかではない利点
海外拠点でのコーティング補修はよくある課題です。溶接接合部は多くの場合、現場でのタッチアップ塗装が必要になりますが、湿度、清浄度、温度の変化により、工場での塗装品質と一致させることが困難になります。
ボルト接続の場合、接続面を工場でコーティングできます。 現場での修正作業の必要性を軽減。これは、海上輸送、長時間のスケジュール、熱帯気候を伴うプロジェクトに役立ちます。
これは、塩水噴霧にさらされる沿岸プロジェクト、吹き砂にさらされる砂漠プロジェクト、腐食性雰囲気にさらされる化学プラントに特に当てはまります。
プロジェクトオーナーへの実践的なアドバイス
入札仕様書の段階で、設計機関と次の 3 つの項目を明確にします。
- 現場での溶接作業量—総作業量の 30% 未満が妥当な目標です。
- 工場溶接—主要接続溶接の 80% 以上が工場で完了することは妥当な目標です。
- 現場で必要な溶接機のグレードと数量—必要な高度なスキルを持った溶接工は少なければ少ないほど良いのです。
3 つの質問はすべて同じ優先順位を示しています。 プロジェクトの実行可能性。海外の状況では、理論的に最適な解決策よりも、確実に実行できる解決策が重要です。
よくある質問
Q1: 高強度ボルト締結は溶接よりも高価ですか?
ボルト自体のコストは溶接よりもわずかに高い場合がありますが、工場で大規模にプレハブ加工することでその差は縮まります。 プロジェクト全体のコストは同程度になる可能性がある;主な違いは、スケジュールの節約とより安定した品質です。
Q2: すべての国際プロジェクトはボルト締めを優先すべきですか?
いいえ。現場で接合された長スパンのトラス、仮設構造物、および露出した建築接合部では、依然として溶接が必要な場合があります。ボルト締め用 一次構造と二次構造 特殊な細部のために局部溶接を使用するのが一般的な組み合わせです。
Q3: ボルト締めソリューションには輸送サイズの制約がありますか?
はい。ボルトで接続された部材は、 組み立てられた大きなセクションで出荷される 現場で接合するのではなく、各ピースは輸送寸法の制約を受けます。オープントップ コンテナまたはフラット ラック コンテナを使用した大型国際輸送の場合、コストが 30% ～ 50% 増加する可能性があります。
Q4: 検査員はボルト接合部を検査する際にどのような点に注目していますか?
トルク検証、滑り係数検証、本締め角度記録。 すべての測定値は文書化する必要があります。
Q5: ボルト固定ソリューションには特定の設計ソフトウェアが必要ですか?
特別なソフトウェアは必要ありません。 PKPM、3D3S、MIDAS、STAAD.Pro などの一般的な鉄骨構造設計ツールは、高強度ボルト締結の計算をサポートしています。
Q6: ボルト締結は定期的なメンテナンスが必要ですか?
はい。 高温または振動が起こりやすい環境では、トルクを定期的にチェックする必要があります。 発電所、化学プラント、設備基礎など。通常の工業用建物の場合、プロジェクトの要件に応じて、5 ～ 10 年ごとの再検査が適切な場合があります。
これがプロジェクトオーナーにとって何を意味するか
- スケジュールのリスクが低い: 地元の溶接工の空き状況、天候、従業員の変化に依存することが少なくなります。
- 明確な品質記録: 各接続のトルク値、滑り係数の検証、および最終締め付けの記録を保持します。
- 現場での労働要件の削減: 訓練を受けたトルクレンチオペレーターは、1 ～ 2 日間の訓練後に作業を開始できます。
- より簡単な検査: ボルト締結は、EN 1993 や AISC 360 などのヨーロッパおよび米国の規格で広く使用されています。
その代償として、高強度ボルトのコストは通常のボルトよりわずかに高く、工場での製造ではより厳しい穴位置公差が必要になります。これらの追加コストは、多くの場合、現場での作業の短縮とリスクの軽減によって相殺されます。
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