施工編

　余長は、ナット面から突き出た長さが、ねじ１山～６山の範囲にあるものを合格とします。（JASS 6）この場合の1山とは1ピッチ相当の長さと捉えて下さい。
　また、道路橋示方書・同解説では、ボルトの平先部(又は丸先部)が締付け完了後に少なくともナットの面より外側にあること、となっています。

　降雨の際は、締付け作業を行わないで下さい。
　挿入済みのボルトは、速やかに１次締めを行い、ねじ部への雨水の浸入を防止するとともに、もし可能であれば直ちに本締めを完了させてください。降雨により締め付けができないときは、シート等を用いて継手部の水濡れ防止の処置を行って下さい。

　鉄骨工事技術指針・工事現場施工編によれば、
　｢本締め用の高力ボルトを仮ボルトに兼用すると、本締めまでの期間にナット潤滑処理面やねじ山が湿気などで変質する危険性が高いので、建て方当日に本締め作業が終了できるなど特別な場合を除き兼用してはならない。｣とされています。

　高力ボルトの施工手順において、１次締めを終えた後、すべてのボルトについてボルト・ナット・座金から部材表面にわたる一直線のマークを施す必要があります。このマークは、締め忘れの有無の確認だけでなく、ナットの回転量、共回りの有無の確認にも利用されます。
　マーキングは、ボルト締付け管理上重要な意味をもっており、マーキングされずに施工されたボルトは施工不良と判定されます。

　鉄骨工事技術指針・工事現場施工編によれば
｢トルシア形高力ボルトの場合には締付け後に追締めトルクを判定して締付け力の適否を判断しようとすることは無意味である。それは、このボルトのピンテール破断トルクが締付けトルクと等しくなる機構のボルトであるため破断トルクは安定しており、すべての追締めトルクもこれが再現されるだけのことである。」とされています。

　高力六角ボルトをトルクコントロール法で締付けた場合は、トルクチェックにより測定されたトルクが、締付け施工時のキャリブレーションの際に得られた平均トルクの±10％の値以内におさまっているものは、締付け作業が正しく行われていると判断してよいとされています。

　JASS 6によれば、
「高力ボルト締付け工程開始時に工事で採用する締付け施工法に関する確認作業を行う。この作業は、工事用に受け入れた高力ボルトと締付け作業に使用する締付け機を用いて、実際に工事に適用する締付け手順で行う。以下に締付け施工法の確認時の具体的手順を示す。
(1) 当該工事に適用する締付け機器を選定して適切に調整されていることを確認する。
(2) 当該工事の接合部から代表的な箇所を複数選定し、下記に示す要領で締付けを行う。
a.　トルシア形高力ボルトの締付け
ⅰ) 高力ボルトに異常のないことを確認のうえ、ナット下に座金１個敷き、ナットを回転させて行う。
ⅱ) セットを構成する座金およびナットには裏表があるので、ボルトを接合部に組み込むときには、逆使いしないようにする。[施工編Ｑ11図１参照]
ⅲ) 締付け作業は、部材の密着に注意した締付け手順で[施工編Ｑ34図４参照]、１次締め、マーキングおよび本締めの３段階で行う。
ⅳ) 高力ボルトの締付けに用いる機器のうち、トルクレンチは±３％の誤差内の精度が得られるように充分整備されたものを用いる。
ⅴ) 毎日の締付け作業に際しては、作業点検としていずれかの接合部において締付け状況を確認する。
b.　高力六角ボルトの締付け
ⅰ) 高力ボルトに異常のないことを確認のうえ、ボルト頭下およびナット下に座金１個ずつ敷き、ナットを回転させて行う。
ⅱ) セットを構成する座金およびナットには裏表があるので、ボルトを接合部に組み込むときには、逆使いしないようにする。[施工編Ｑ11図２参照]
ⅲ) 高力ボルトの締付け作業は、部材の密着に注意した締付け手順で行い[施工編Ｑ34図４参照]、表１に示す標準ボルト張力（軸力）が得られるように、１次締め、マーキングおよび本締めの３段階で行う。締付けは、ナット回転法またはトルクコントロール法により行う。

 
表１　標準ボルト張力（軸力）　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（単位：kN） 

ⅳ) 高力ボルトの締付けに用いる機器のうち、トルクレンチは±３％の誤差内の精度が得られるように充分整備されたものを用いる。
ⅴ) 毎日の締付け作業に際しては、始業点検としていずれかの接合部において締付け状況を確認する。
(3) それぞれの継手部に対し、JASS6「締付け後の検査」に示す要領で検査を行い、いずれも合格することを確認する。
(4) 一部の接合部もしくは高力ボルトに不合格の箇所がある場合は、原因を究明し、対策を講じたうえで再度確認を行う。
(5) トルクコントロール法による場合には、上記手順に先立って標準ボルト張力（軸力）を導入するための適切な締付けトルクを設定しておく。設定の手順は下記による。
ⅰ) ボルト呼び径ごとにトルク係数値がほぼ同じロットをまとめて１施工ロットとする。その中から選んだ代表ロットのボルトに関する社内検査成績書に記載されたトルク係数値kに基づいて締付けトルクＴを定める。
　[Ｔ=ｋ・ｄ・Ｎ、ここでｄ：ボルト呼び径、Ｎ：標準ボルト張力（軸力）]
ⅱ) 上記の締付けトルクをベースに、軸力計を用いて導入張力（軸力）の平均値が標準ボルト張力（軸力）の±10％以内になるように締付け機器のキャリブレーションを行う。
ⅲ) 調整された締付け機器を用いて代表ロットから選んだ５セットのボルトについて軸力計を締付けて、導入張力（軸力）の平均値が表２の範囲に入っており、かつ個々の測定値が平均値の±15%以内にあることを確認する。
ⅳ) 上記５セットのボルトの追締めトルクを測定し、その平均値を締付け後の検査の基準として設定する。

表２
常温時における高力六角ボルトの導入張力（軸力）の平均値の範囲

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（単位：ｋN）

　2007年に改訂された建築工事標準仕様書JASS6鉄骨工事において、通常は省略してよい試験として位置づけられている導入張力確認試験、いわゆる現場受入検査（通称：現場キャリブ）ですが、施主、設計監理者、施工者の判断により実施する場合がありますので、工事着手前に十分な確認が必要です。

　鉄骨工事技術指針・工事現場施工編「トルシア形高力ボルトの導入張力試験」によれば、
　「ボルトメーカーごとに呼び径ごとに全納入ロットを１施工ロットとして、その全ロットの中から１ロットを抽出する」とされています。ボルトセットの品質は製造ロットごとの社内検査によって管理されており、輸送、保管後の品質を確認するため、呼び径ごとに代表１ロットを検査すれば十分とされています。

　鉄骨工事技術指針・工事現場施工編「軸力計を用いる際の留意事項」に示されている通り、現場受入検査に用いることのできる軸力計は限定されており、呼び径ごとに掛かるサイズが決まってしまいます。工事で使用するボルト首下長さがこの範囲にない場合には、ボルト発注の際に検査用ボルトを同時に発注し、これらのボルトを用いることになります。
　表３に各呼び径ごとの適合サイズを記します。
　なお、Ｍ27・Ｍ30に関しましては、使用軸力計の構造により違ってきますのでボルトメーカーへお問い合わせ下さい。

表３　現場受入検査に適正な首下長さ　　　　（mm）

　( )はなるべく使用しない。

　また油圧軸力計の目盛板は5Kn単位で記されていますが、読み方に関しては1kN単位で読み取って下さい。(理由は下記の通り)
　また、5本(または倍数試験の場合の10本)の平均値は四捨五入して整数に丸めて下さい。

　理由 ：軸力規格値は1kN単位で規定されており、測定値を5kN刻みで読むと誤差が大きくなる。
　　　 アナログ機器の場合、最少目盛の1/10まで読み取ることが一般的だが、規格値、軸力計の感度、指針の太さ等考え合わせた場合、1kN単位で読み取れば充分である。

　ナット、座金を逆使いすると、トルク係数値が不安定となり、共まわりが発生し、本来の張力（軸力）が得られない場合があります。従って、ナット、座金は正しい向きに取付けて使用して下さい。
　すなわち、ナットは等級マークが外側になるように、座金は内径面取りがない側を締付け部材側になるよう正しく使用して下さい。

　共まわりとはナットと座金が一緒に回る現象、軸まわりとはボルト軸が回転して締付けられる現象のことをいいます。
　共まわりが生じると、トルクコントロール法による締付けでは、トルク係数値が不安定となり、適正な張力（軸力）が得られない可能性があります。
　トルシア形高力ボルト等のようにトルクコントロール法による締付けの場合、共まわり並びに軸まわりが生じていることが確認された場合には正しい締付けが行われていないと判断してその高力ボルトは新しいものに取り替えるよう規定されています。

　トルシア形高カボルトのピンテールを溶断するとボルト材料が熱影響を受けて機械的性質が低下します。
　従って、ピンテールの溶断作業は実施しないで下さい。

　高力ボルトの材料は熱影響を受けると機械的性質が低下する恐れがあり、その限度が250℃前後とされています。
　一方、鉄骨工事技術指針・工事現場施工編「現場混用接合部の施工順序」においては、混用継手では高力ボルトを先に締め付けることを原則としながらも「高力ボルトを締め付けた後、梁フランジの完全溶け込み溶接を行うと溶接部に近いボルトが加熱されボルト張力（軸力）が低下する」という研究例を紹介しています。また、最外縁ボルトの表面温度は70～130℃に達し、ボルト張力（軸力）の低下はおおむね０～20％の範囲であった、とも報告されており、250℃より低い温度でも張力への影響が確認されています。そこで、梁ウェブ摩擦接合部のすべり耐力には余裕を持たせること、場合によっては、１次締め⇒本溶接⇒本締めなどの施工手順も検討することなども提案されています。いずれにしろ、これからの研究はまだ数も限られており、また溶接による入熱管理やルートギャップの問題なども影響してくるため、高力ボルトと溶接部との距離は一概に決められず設計監理者、施工者との十分な打合わせが必要です。

　トルシア形高力ボルト締付け終了後の検査にあたっては、各接合部の全てのボルトについてピンテールが破断していることを確認するとともに、1次締付け後に付したマークのずれによって、共まわり・軸まわりの有無、ナット回転量などを目視検査し、いずれについても異状の認められないものを合格とします。
　この時、ナットの回転量は１次締めの大きさやボルトの首下長さなどの条件の違いにより様々な角度となり得る為、ナット回転量の許容範囲は決められていません。
　しかし、適正な締付けが行われている場合には、同一群のボルトについては同程度の回転量を示すべき性質のものであることから、ナット回転量が群の平均回転量に対して±30°の範囲内にあるボルトを合格としています。

　高力ボルトの保管・取扱いについての最低必要条件は次の通りです。
(1) 雨水、夜露による濡れ、錆の発生、ほこりや砂などの付着が防止できること。
(2) 温度変化の少ない場所に保管すること。
(3) 箱の強度を考慮し、積み上げる段数は４～５段以下とすること。
(4) 乱暴な扱いは避け、ねじ山・ピンテール部等を損傷しないようにすること。

　接合部の設計とも関連することですが、その食違いの量が２㎜以下であれば、リーマがけによって、ボルト孔を修正してもよいとされています。この場合、リーマの径は、使用ボルトの公称軸径＋1.0㎜以下のものを用います。
　なお、ボルト孔の食違いが２㎜を超える場合は、ボルト孔を修正すると断面欠損が大きくなりすぎるのでスプライスプレートを取り替えるなどの措置が必要です。

　JASS6によれば、

「ボルト挿入から本締めまでの作業は、同日中に完了させることを原則とする。」とされています。

(1) 試験に用いた機器の精度及び試験方法の再検討を行います。
a. 軸力計の検定を最近実施したか。
b. 軸力計のプレートやブッシュは、ボルト径、ボルト長さにあった適正なものを使用しているか。
c. ボルト及び座金の共まわりがないか。
(2) 引続いて、倍数試験を実施する。
(3) 倍数試験でも不合格の時は、ボルトメーカーに連絡し処置対策を協議する。

　トルシア形高力ボルトの現場検査は、検査ロットから５セットの導入張力（軸力）を測定し、ばらつき（標準偏差）は判定の対象に入っていません。これは、抜取り数n=５の張力（軸力）試験データから算出した標準偏差は、母集団の標準偏差に対して誤差が大きすぎるため、正しい合否の判定が下せないためです。
　なお、標準偏差は、工程が安定状態にある製造メーカーにおいては、提検ロットのデータを含む最近の管理図を用いて保証されています。

　降雨、降雪などにより、水濡れ状態となったボルトは、トルク係数値が変化して、適正な締付け張力（軸力）が得られない恐れがあり、そのまま使用しないで下さい。
　水濡れ後に乾燥した場合も、品質が変化している恐れがあり、締付け張力（軸力）は必ずしも保証されないため使用できません。特にトルシア形高力ボルトでは重大な影響が生じることが考えられます。

　摩擦接合では、摩擦面の状態により接合部のすべり耐力に大きな影響を与えます。
　黒皮、浮さび、じんあい、油、塗装、溶接スパッタなどが接合部の摩擦面に介在すると、摩擦力が著しく低下するので適切な時期に取除く必要があります。
　一方、接合部添接板の外面に塗料などの付着があると、「軸まわり」や座金の「共まわり」が発生し易くなるのでボルトの締付け後に塗装を行って下さい。

　トルシア形高力ボルトのピンテールの形状・寸法は、JSSⅡ-09（構造用トルシア形高力ボルト･六角ナット･平座金のセット)に規定されています。
　一方、電動レンチのインナーソケットの形状・寸法も上記規格に合わせているため通常では締付け時ピンテールがなめることはありません。しかしながら、電動レンチを長期間使用するとインナーソケットの12角内面の山が磨耗するため、締付け時にピンテールの12角山がインナーソケットの12角内面の山に乗り上げる、いわゆるなめり現象が発生します。この場合の処置としては、インナーソケットを新しいものに取り替えて使用すれば防ぐことができます。
　また、締付け時インナーソケットが十分に嵌合(かんごう)しなかった場合も、なめりが発生することがありますので注意が必要です。

　ピンテールがインナーソケットから抜けない原因は、

(1)インナーソケットが摩耗したため、ピンテールがなめってしまった。
(2)電動レンチのピンテールの排出機構が十分に作動してないためピンテールが飛び出さない。
等が考えられます。
(1)のピンテールがなめった場合、新しいインナーソケットに取り替える必要があります。また、(2)のピンテールが飛び出さない場合、ピンテール突出しピン用バネのヘタリ等が考えられるのでレンチの点検が必要です。

　トルシア形高力ボルトの締付けに際し、電動レンチが使用できない理由は、主として締付け箇所が狭いため、電動レンチが入らないことによりますが、その場合トルシア形高力ボルトの代わりに、高力六角ボルトを使用し、(1)トルク法により締付けを行なうか、(2)ナット回転法により締付けを行う２種類の方法があります。（設計編Ｑ19参照

　締付け力の点からは一段太径を用いることは、差し支えありませんがボルト孔の拡大が必要になり、これにより母材の断面欠損が増加し、部材耐力が低下しますので、設計者と協議の上、実施しなければなりません。

　鉄骨工事技術指針・工事現場施工編によれば、
「締付け部材の寸法上の制約などにより、ナットを締付けることが困難な場合には、ボルトの頭部を回転させることにより、締付けを行うことができる。
　この場合の締付け方法は、ナット回転法に準じて１次締めを行ったボルトの頭を120°回転させて本締めを行うこととするが、ボルトの締付けによりナットが共回りしないように、スパナなどでナットの回転を完全に拘束しておくことが必要である。
　なお、ボルト頭を回転させて締付けを行う場合には、締付けの回転角を管理する目的とナットに共回りが発生していないことを確認する目的のために、ボルトの頭部側およびナット側のそれぞれにマーキングを行う必要がある。
　ボルト頭の回転による締付けは、上に述べたように施工が煩雑で管理に混乱をきたすおそれがあるために、その適用範囲を限定して厳重な管理の下に行う必要がある」とされています。

　設定トルクの範囲を超えて締付けた場合、トルクの測定の結果、締めすぎていると判断されたボルトには、何らかの異常が生じているものと考えて不合格とします。
　従って、新しいボルトに取り替えて締め直す必要があります。
　また、締め忘れ、締付け不足のボルトが発見されたボルト群については、１群のボルト全体についてトルク検査を行うとともに、設定トルクを下回る場合には、所定のトルクまで追締めを行います。

　電動インパクトレンチなどを使用して、ナットを回して弛めます。
　弛んできてボルト張力（軸力）がなくなると、ボルトの錆や塗装の塗膜がねじ部にかみ込むことでボルトとナットが共まわりを生じる場合がありますが、この時の弛めトルクは小さいので、パイプレンチなどでボルト頭側を押さえてやれば、ナットをはずすことが可能です。

　ピンテール12角寸法の基本寸法と許容差は、JSSⅡ-09に次のように定められており、締付け機との嵌合(かんごう)性の関係もあり、ボルトメーカー各社の製品は表４の寸法に統一されています。

　電動レンチと比べて減速比の違いと手動によるトルク導入方向も逆方向となる機構のため締付けトルクが入力分だけ小さくなります。
　従って、手動式レンチは使用しないで下さい。

　一度使用した高カボルトはいずれの締付け方法によった場合も再使用できません。

　高力ボルトの締め付けは、高力六角ボルト、トルシア形高力ボルト、溶融亜鉛めっき高力ボルトとも1次締め、マーキングおよび本締めの３段階で締付けることになっています。
　1次締めは部材の密着を意図するもので、ボルト呼び径に応じたトルクで行ない、マーキングは締付け後の検査において、ナットの回転量を目視で確認するためのものです。
　1次締めトルクは、表５の数値程度（高力六角ボルト、トルシア形高力ボルト、溶融亜鉛めっき高力ボルトを併記した）を目標としますが、呼び径の５倍以上のボルト長さの継手部では、表５に示す値より大きめのトルクで1次締めを行う必要があります。
　なお、1次締めトルクをレンチ内部でコントロールされた1次締め専用レンチを使用することを推奨します。

表５　各高力ボルトの１次締めトルク　　　　　　　　　　単位(N・m)

　一群のボルトの締付け順序は、図４に示すように接合部の中心から外側へ向かって締付けていきます。
　本締めの一群とは、図４の例では上フランジ、下フランジ、ウェブのそれぞれを言います。従って、図４の場合は３群となります。
　なお、仮ボルト（図５及び図６）の一群とは異なることに注意が必要です。

図４　本締めボルト締付け順序（JASS6による）

図５　仮ボルト締付けにおける一群の考え方（JASS6による）

図６　エレクションピースの仮ボルト（JASS6による）

　再生方法はありません。
　製造時の表面状態とは異なっており、新品の時の状態（特にトルク係数値）を保っているとはいえないので、いずれの締付け方法によった場合も使用してはいけません。
　また、錆を落としてもトルク係数値に変化があるので使用できません。

　トルシア形高力ボルト、高力六角ボルト、溶融亜鉛めっき高力ボルトのいずれにおいても、施工完了の目印であり管理のポイントといえます。
　マーキングは必須であり、マーキング無しで締付けられたボルトは取り替えることになります。

① ボルト頭部にクロスひずみゲージを貼り付け、ボルト抜き取り時のひずみから張力（軸力）を推定する方法（ゲージ法）
② 超音波測定による、張力（軸力）測定（長さ方向・ナット直角方向法）
などがあります。

　現在のトルシア形高力ボルトでは、０℃までの施工について基準化されていますがそれ以下になる場合、継手部の氷晶、レンチの作動、張力（軸力）のコントロール方法を検討し、施工に望むことが必要です。

　溶融亜鉛めっき高力ボルトの締付け方法は、ナット回転法であり、締付け後の検査はナット回転量の確認となり、締付け後のトルク検査の必要はありません。