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

橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)摘要：伴隨著人們生活水平的不斷提升，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作要求也在日益增長(zhǎng)，其中橋梁建設(shè)屬于較為常見的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。為了更好地保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，做好橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵。本文簡(jiǎn)要介紹了橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接的概述，高強(qiáng)度螺栓組連接中關(guān)于機(jī)械性能的設(shè)計(jì)、高強(qiáng)度螺栓性連接的類型及受力情況分析，并做好有關(guān)高強(qiáng)度螺栓的選擇事項(xiàng)，高強(qiáng)螺栓連接類型的選擇，以期使橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)更加科學(xué)化、合理化、有效化。關(guān)鍵詞：橋梁；鋼結(jié)構(gòu)；高強(qiáng)度螺栓組；連接設(shè)計(jì)近年來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速增長(zhǎng)的同時(shí)給社會(huì)也帶了巨大變化。橋梁工程建設(shè)是當(dāng)今鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的突出建筑物，它給人們?nèi)粘Ｉ顜砹酥T多便利條件，為此，提高橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量是我們一直探討的話題。而橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組鏈接設(shè)計(jì)是其中最為關(guān)鍵的因素，需加大重視力度，投入大量的人力、物力、財(cái)力。一、橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接的概述現(xiàn)階段橋梁建設(shè)注重鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全系數(shù)，橋梁建設(shè)關(guān)系到交通建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)劃的全面完善。在橋梁建設(shè)的過程中鋼結(jié)構(gòu)的建造對(duì)于整體橋梁建設(shè)起著至關(guān)重要的作用，它關(guān)系著橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)的好壞。橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮許多因素，有些還要運(yùn)用一些力學(xué)原理和物理方面的知識(shí)。所以在設(shè)計(jì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)時(shí)必須要充分尊重相關(guān)的設(shè)計(jì)原理，這樣才能確保橋梁設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性。在橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用的是高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械性能、摩擦受力等因素，科學(xué)的分析和計(jì)算有關(guān)的參數(shù)和變量，使橋梁設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)，將參數(shù)數(shù)量化、具體化，確保橋梁建設(shè)的完整性和全面性。二、高強(qiáng)度螺栓組連接中關(guān)于機(jī)械性能的設(shè)計(jì)就目前我們?cè)跇蛄航ㄖ袖摻Y(jié)構(gòu)所使用的高強(qiáng)度螺栓組連接來說，我們最常用的是10.9級(jí)（GB/T1228）的高強(qiáng)度螺栓，而相比較而言，這種高強(qiáng)度螺栓組比較脆，也就是我們常說的比較容易折而不彎曲，也就是說彎一點(diǎn)就很容易折斷，這里我們講的是它的承壓性能。由于材料有彎曲易折的特點(diǎn)，主要從機(jī)械性能的角度考慮問題。在工程之中軸承的承受能力有很強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)谡麄€(gè)的設(shè)計(jì)方案里這一環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，一般的情況我們對(duì)于高強(qiáng)度螺栓的承受壓力的指數(shù)，是通過螺栓的直徑、橫截面等等進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算。這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率極大，也是所有人最為關(guān)注的焦點(diǎn)，如果我們想做好這項(xiàng)工作就要把工作細(xì)致化。而具體的計(jì)算過程就比較復(fù)雜一些。我們都知道在連接時(shí)需要考慮到一個(gè)傳力機(jī)制，而我們的主要計(jì)算也是根據(jù)傳力機(jī)制來進(jìn)行的。通過物理常識(shí)我們知道接觸面的面積越大，則兩者間產(chǎn)生的壓力也就會(huì)越大，因此在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)我們就應(yīng)該加大高強(qiáng)度螺栓的橫截面積，也就是它的直徑，進(jìn)而就可以計(jì)算出它的預(yù)拉力的大小，從而進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓的選擇。二、高強(qiáng)度螺栓性連接的類型高強(qiáng)度螺栓組是橋梁鋼結(jié)構(gòu)中比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，高強(qiáng)度螺栓組的性能比普通的螺栓組更加耐用，其性能和質(zhì)量比一般的螺栓組更好。螺栓組的目的是為了平衡拉力，確保板件間能夠緊密銜接，平衡受力。針對(duì)橋梁建設(shè)這種高空大型的作業(yè)，高強(qiáng)度螺栓組必不可少，它的設(shè)計(jì)必須考慮到一些因素，例如受力大小，摩擦力和承載力等。其中高度螺栓組可以分為兩種類型，一種是摩擦型，一種是承壓型。2.1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。2.2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。三、高強(qiáng)度螺栓組連接的受力情況分析高強(qiáng)度螺栓組連接，在受力時(shí)預(yù)拉力增加不明顯，板間始終夾緊的狀態(tài)使得外拉力的得到一定程度的減少。在受剪力分析時(shí)則要進(jìn)行兩種情況的討論，并將螺栓組連接分為兩種在螺栓組連接類型的選擇過程中應(yīng)充分考慮，荷載的類型、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、連接部位等因素。摩擦型螺栓連接與由于眾多的優(yōu)勢(shì)，使得該類型的螺栓組連接在國(guó)內(nèi)橋梁工程中得到廣泛運(yùn)用，并在一定程度上得到有力推廣。3.1摩擦型螺栓連接該種連接設(shè)計(jì)時(shí)的受剪力極限為板間接觸面在螺栓擰緊后提供的最大摩擦力且板間不會(huì)反正相對(duì)位移的情況，確保達(dá)到整個(gè)期間的最大摩擦力。該種連接類型為彈性受力類型。3.2高壓型螺栓連接這種情況下，外剪力一般不會(huì)超過最大摩擦力。而是將桿件被剪切或孔壁承載破壞時(shí)的螺栓組連接最大承載力作為組件受剪力的極限情況。四、有關(guān)高強(qiáng)度螺栓的選擇事項(xiàng)高強(qiáng)度螺栓組具有與一般螺栓組一樣的性能，例如它的施工條件相對(duì)比較好使用靈活便于安裝和卸載。另外它比一般的螺栓組在穩(wěn)定性和銜接性方面更加有保障，連接設(shè)計(jì)比較比較科學(xué)合理。但是它有一個(gè)缺點(diǎn)就是在選材和制造安裝上比較復(fù)雜，有一定的特殊要求，另外它比一般的螺栓組的花費(fèi)要高，成本較高。所以在選擇的過程中要慎重，必須選擇適合實(shí)用的高強(qiáng)度螺栓組。所以高強(qiáng)度螺栓組在選擇的過程中要謹(jǐn)慎，必須要充分的考慮到螺栓組的承載能力、受力的大小、連接部位的特點(diǎn)和約束條件等因素。例如在選擇摩擦型的螺栓組時(shí)要著重考慮螺栓組的摩擦性能，必須要保持板件的接觸面間的摩擦力協(xié)調(diào)，避免發(fā)生板件的滑移。一般這種螺栓組使用的范圍比較廣泛，主要運(yùn)用于一些大型的建筑中和橋梁建造中。承壓型螺栓組則是以承載能力為主，在設(shè)計(jì)中參考的對(duì)象必須是能夠符合荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，不超過最大值。認(rèn)真選擇適合的高強(qiáng)度螺栓組，確保橋梁建設(shè)的順利進(jìn)行。除了在選擇的過程中要注意考慮有關(guān)基礎(chǔ)事項(xiàng)，在設(shè)計(jì)螺栓組的過程中也要注意相應(yīng)的事項(xiàng)。高強(qiáng)度螺栓組的設(shè)計(jì)考慮的因素除受力、摩擦、承載等因素之外還要考慮到它的設(shè)計(jì)與橋梁的整體設(shè)計(jì)之間的聯(lián)系，不能一味的只注重高強(qiáng)度螺栓組的設(shè)計(jì)，還要從整體設(shè)計(jì)的角度出發(fā)。橋梁設(shè)計(jì)是一件程序復(fù)雜，技術(shù)要求含量高的高空作業(yè)，必須要在確保安全系數(shù)的前提下在考慮螺栓組的設(shè)計(jì)，因此在設(shè)計(jì)高強(qiáng)度螺栓組的過程中不能忽視整體的設(shè)計(jì)理念。五、高強(qiáng)螺栓連接類型的選擇高強(qiáng)螺栓連接不僅具有普通螺栓連接施工條件好、安裝方便、可拆卸等優(yōu)點(diǎn)還具有普通螺栓連接所不具有的整體性好、剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但是也具有一定的缺點(diǎn)。首先是材料、扳手、安裝等方面有一些特殊工藝要求，造價(jià)也比較搞。因此在選擇螺栓連接是要充分利用他的特長(zhǎng)，并充分考慮項(xiàng)目組方對(duì)工程造價(jià)的承受能力。在螺栓組連接類型的選擇過程中應(yīng)充分考慮，荷載的類型、結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、連接部位等因素。摩擦型螺栓連接與由于眾多的優(yōu)勢(shì)，使得該類型的螺栓組連接在國(guó)內(nèi)橋梁工程中得到廣泛運(yùn)用，并在一定程度上得到有力推廣。承載型連接螺栓，由于剛度較差，動(dòng)力性能不強(qiáng)，在國(guó)類工業(yè)與民用等要求不高的建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛使用。另外，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。六、結(jié)論綜上所述，橋梁鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)橋梁建設(shè)有著至關(guān)重要的作用，為了更好地增強(qiáng)橋梁的剛度，加大橋梁的承載能力，實(shí)現(xiàn)預(yù)期橋梁剛結(jié)構(gòu)的效果，就必須在施工前高度重視鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓組連接的設(shè)計(jì)，運(yùn)用各種先進(jìn)技術(shù)，能夠根據(jù)不同橋梁特點(diǎn)選用合適的連接設(shè)計(jì)方法，即連接鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度匹配，這樣可以使高強(qiáng)度螺栓組連接的更加科學(xué)化、合理化從而提升橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量，為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建筑貢獻(xiàn)一份力量。參考文獻(xiàn)陳開利.日本高強(qiáng)度螺栓技術(shù)研究的新進(jìn)展J].世界橋梁,2017,45(02).趙