橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)

張永忠

（武威公路總段高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)管理中心，甘肅 武威 733000）

1 高強(qiáng)度螺栓性連接的類型和受力特點(diǎn)

高強(qiáng)度螺栓連接被應(yīng)用到橋梁建設(shè)中時(shí)，螺栓承受剪力和拉力兩種力量，高強(qiáng)度螺栓在承受拉力時(shí)，負(fù)荷在螺栓上的預(yù)拉力沒有特別明顯的變化，即增加的預(yù)拉力并不大，在承載外拉力時(shí)主要通過減少靠板之間的夾緊力來實(shí)現(xiàn)，這樣能保證板件之間的夾緊狀態(tài)一直持續(xù)不變。高強(qiáng)度螺栓在承受剪力時(shí)，由于受力要求以及設(shè)計(jì)方面存在諸多差異可以將螺栓進(jìn)行分類，主要可以分成承壓型以及摩擦型兩種類型。

1.1 承壓型

承壓型高強(qiáng)度螺栓連接在進(jìn)行受剪設(shè)計(jì)時(shí)，只能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)在使用荷載一切正常的前提下，外剪力不會(huì)超過摩擦力的最大值，此時(shí)外剪力的受力性能與摩擦型性能一致；如果橋梁結(jié)構(gòu)在使用荷載上超出正常荷載值，那么外剪力超過摩擦力最大值的可能性就非常大，一旦發(fā)生這種情況，就會(huì)發(fā)生被連接板件之間滑移變形的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象一直持續(xù)到螺栓桿與孔壁的一面發(fā)生接觸。橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組在此之后就只能依靠板件接觸面摩擦力、螺栓桿身剪切以及孔壁承壓同時(shí)進(jìn)行傳力工作，一旦超過了螺旋桿身剪切和孔壁的最大承壓能力就會(huì)造成孔壁承壓或者桿身剪切發(fā)生破壞。

1.2 摩擦型

摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接在進(jìn)行受剪設(shè)計(jì)時(shí)，其受力極限為外剪力達(dá)到板件接觸面間由螺栓擰緊力所提供的最大摩擦力。為了保證橋梁高強(qiáng)度螺栓連接的外剪力低于摩擦力的最大值，才能夠達(dá)到橋梁結(jié)構(gòu)螺栓能夠有效地承受摩擦力，避免板件之間相對(duì)滑移變形現(xiàn)象的發(fā)生。

2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接的選型

高強(qiáng)度螺栓連接除具有一般螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)外，還具有連接剛度更強(qiáng)、整體效果更加明顯的特點(diǎn)，當(dāng)然也存在一些缺點(diǎn)，主要是成本較高和安裝與制造方面要求更加嚴(yán)格等方面。

高強(qiáng)度螺栓連接主要分為承壓型高強(qiáng)度螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在進(jìn)行這兩種螺栓選型時(shí)應(yīng)該將連接部位、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)以及荷載的類型納入到考慮范圍中。

2.1 承壓型

高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)承載力相對(duì)于摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的效果要更好，能夠使螺栓的使用量得到相應(yīng)的減少，但是缺點(diǎn)在于剛度較弱、整體效果不夠明顯，主要被應(yīng)用到間接動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)互或發(fā)揮靜力荷載的作用。承壓型高強(qiáng)度螺栓連接在我國(guó)的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，由于在使用和設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足，很少被應(yīng)用到橋梁建設(shè)中。在進(jìn)行承壓型高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算時(shí)應(yīng)該按照規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，承受的荷載力主要包括同時(shí)承受桿軸方向拉力和剪力、抗剪連接、在桿軸方向的受拉連接的承壓型高強(qiáng)度螺栓的連接。鉆成孔為承壓型高強(qiáng)度螺栓應(yīng)該使用的孔型，在對(duì)其進(jìn)行布置時(shí)多采用錯(cuò)列形式，螺栓桿、墊圈以及螺栓桿的鋼材質(zhì)量都有嚴(yán)格要求，應(yīng)該將高強(qiáng)度鋼材應(yīng)用到以上設(shè)施的制作中，為了使高強(qiáng)度螺栓各個(gè)部分達(dá)到更好的剛度效果必須對(duì)其進(jìn)行熱處理。

2.2 摩擦型

高強(qiáng)度螺栓連接不但剛度強(qiáng)，整體效果好，而且抗疲勞性能更好、變形不明顯同時(shí)還具有受力可靠的特點(diǎn)，能夠保證板件接觸面間的摩擦力始終不會(huì)被試用期間的外剪力所超過，還能夠避免板件之間相對(duì)滑移變形現(xiàn)象的發(fā)生。能夠被廣泛應(yīng)用于荷載結(jié)構(gòu)的高空安裝連接、構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)拼接等項(xiàng)目中去，因其優(yōu)勢(shì)明顯，被廣泛應(yīng)用到橋梁建設(shè)中。

3 高強(qiáng)度螺栓

在進(jìn)行橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)通常采用型號(hào)為10.9級(jí)的高強(qiáng)度螺栓，高強(qiáng)度螺栓要想達(dá)到對(duì)摩擦面進(jìn)行壓緊的效果就需要對(duì)螺栓施加預(yù)拉力，隨著螺栓直徑的不斷增加，螺栓有效截面積也隨之增大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的預(yù)拉力。

高強(qiáng)度螺栓連接板應(yīng)該與木材配鉆，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)對(duì)位標(biāo)記進(jìn)行保留，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)必須先進(jìn)行多處定位，定位工具為錐形定位銷，這有這樣才能夠確保螺栓把合的精度符合要求同時(shí)也能夠使連接質(zhì)量滿足橋梁工程建設(shè)的規(guī)定。高強(qiáng)度螺栓在接頭處的強(qiáng)度須與木材相統(tǒng)一，這是由高強(qiáng)度螺栓所發(fā)揮的作用決定的。高強(qiáng)度螺栓的功能在于延長(zhǎng)母材，因此母材的屈服極限要求同樣也適合高強(qiáng)度螺栓的摩擦面抵抗的外力。如果橋梁的跨度中間部分沒有進(jìn)行分段處理，那么施加給高強(qiáng)度螺栓承受的力度相對(duì)較小，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓組設(shè)計(jì)時(shí)可以依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)架所受的軸向力。

4 結(jié)語

將橋梁結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接應(yīng)用到在橋建設(shè)過程中，能夠增強(qiáng)橋梁連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，達(dá)到更好的整體效果，不但能夠保證橋梁建設(shè)的質(zhì)量還能夠延長(zhǎng)橋梁的使用年限，方便廣大人民群眾的生產(chǎn)和生活。橋梁工程建設(shè)是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，關(guān)系到廣大人民群眾的切身利益。近期，我國(guó)橋梁安全事故頻繁發(fā)生，在社會(huì)上引起了強(qiáng)烈的反響，因而橋梁設(shè)計(jì)和施工受到全社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。為了增強(qiáng)橋梁的剛度和荷載能力，必須做好橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)工作。

[1]成大先.現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新工藝新技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用手冊(cè)[M].鋼結(jié)構(gòu)，2010，5.

[2]蔣曉平.高強(qiáng)度螺栓如何保證鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量[J].江西電力，2010（2）.

[3]王群.高強(qiáng)度螺栓連接應(yīng)用范圍的探討[J].武警學(xué)院報(bào)，2009（12）.