橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計

橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計摘要：伴隨著人們生活水平的不斷提升，我國基礎設施建設工作要求也在日益增長，其中橋梁建設屬于較為常見的基礎設施建設。為了更好地保證橋梁建設質(zhì)量，做好橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計極為關鍵。本文簡要介紹了橋梁鋼結構高強度螺栓組連接的概述，高強度螺栓組連接中關于機械性能的設計、高強度螺栓性連接的類型及受力情況分析，并做好有關高強度螺栓的選擇事項，高強螺栓連接類型的選擇，以期使橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計更加科學化、合理化、有效化。關鍵詞：橋梁；鋼結構；高強度螺栓組；連接設計近年來，我國國民經(jīng)濟迅速增長的同時給社會也帶了巨大變化。橋梁工程建設是當今鋼筋水泥結構的突出建筑物，它給人們?nèi)粘Ｉ顜砹酥T多便利條件，為此，提高橋梁結構質(zhì)量是我們一直探討的話題。而橋梁鋼結構高強度螺栓組鏈接設計是其中最為關鍵的因素，需加大重視力度，投入大量的人力、物力、財力。一、橋梁鋼結構高強度螺栓組連接的概述現(xiàn)階段橋梁建設注重鋼結構的穩(wěn)定性和安全系數(shù)，橋梁建設關系到交通建設的發(fā)展，城市規(guī)劃的全面完善。在橋梁建設的過程中鋼結構的建造對于整體橋梁建設起著至關重要的作用，它關系著橋梁建設結構的好壞。橋梁鋼結構的設計需要考慮許多因素，有些還要運用一些力學原理和物理方面的知識。所以在設計橋梁鋼結構時必須要充分尊重相關的設計原理，這樣才能確保橋梁設計的合理性和科學性。在橋梁鋼結構的設計中運用的是高強度螺栓組連接設計，這種設計考慮到機械性能、摩擦受力等因素，科學的分析和計算有關的參數(shù)和變量，使橋梁設計更加精準，將參數(shù)數(shù)量化、具體化，確保橋梁建設的完整性和全面性。二、高強度螺栓組連接中關于機械性能的設計就目前我們在橋梁建筑中鋼結構所使用的高強度螺栓組連接來說，我們最常用的是10.9級（GB/T1228）的高強度螺栓，而相比較而言，這種高強度螺栓組比較脆，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，主要從機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的標準。我們在整個的設計方案里這一環(huán)節(jié)非常關鍵，一般的情況我們對于高強度螺栓的承受壓力的指數(shù)，是通過螺栓的直徑、橫截面等等進行仔細的計算。這個環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤的概率極大，也是所有人最為關注的焦點，如果我們想做好這項工作就要把工作細致化。而具體的計算過程就比較復雜一些。我們都知道在連接時需要考慮到一個傳力機制，而我們的主要計算也是根據(jù)傳力機制來進行的。通過物理常識我們知道接觸面的面積越大，則兩者間產(chǎn)生的壓力也就會越大，因此在適當?shù)姆秶鷥?nèi)我們就應該加大高強度螺栓的橫截面積，也就是它的直徑，進而就可以計算出它的預拉力的大小，從而進行高強度螺栓的選擇。二、高強度螺栓性連接的類型高強度螺栓組是橋梁鋼結構中比較重要的一個環(huán)節(jié)，高強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。針對橋梁建設這種高空大型的作業(yè)，高強度螺栓組必不可少，它的設計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承壓型承壓型高強度螺栓連接在進行受剪設計時，只能夠保證橋梁結構在使用荷載一切正常的前提下，外剪力不會超過摩擦力的最大值，此時外剪力的受力性能與摩擦型性能一致；如果橋梁結構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。橋梁鋼結構高強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進行傳力工作，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摩擦型摩擦型高強度螺栓連接在進行受剪設計時，其受力極限為外剪力達到板件接觸面間由螺栓擰緊力所提供的最大摩擦力。為了保證橋梁高強度螺栓連接的外剪力低于摩擦力的最大值，才能夠達到橋梁結構螺栓能夠有效地承受摩擦力，避免板件之間相對滑移變形現(xiàn)象的發(fā)生。三、高強度螺栓組連接的受力情況分析高強度螺栓組連接，在受力時預拉力增加不明顯，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。在受剪力分析時則要進行兩種情況的討論，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充分考慮，荷載的類型、結構受力特點、連接部位等因素。摩擦型螺栓連接與由于眾多的優(yōu)勢，使得該類型的螺栓組連接在國內(nèi)橋梁工程中得到廣泛運用，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計時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反正相對位移的情況，確保達到整個期間的最大摩擦力。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，外剪力一般不會超過最大摩擦力。而是將桿件被剪切或孔壁承載破壞時的螺栓組連接最大承載力作為組件受剪力的極限情況。四、有關高強度螺栓的選擇事項高強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，連接設計比較比較科學合理。但是它有一個缺點就是在選材和制造安裝上比較復雜，有一定的特殊要求，另外它比一般的螺栓組的花費要高，成本較高。所以在選擇的過程中要慎重，必須選擇適合實用的高強度螺栓組。所以高強度螺栓組在選擇的過程中要謹慎，必須要充分的考慮到螺栓組的承載能力、受力的大小、連接部位的特點和約束條件等因素。例如在選擇摩擦型的螺栓組時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，在設計中參考的對象必須是能夠符合荷載的標準值，不超過最大值。認真選擇適合的高強度螺栓組，確保橋梁建設的順利進行。除了在選擇的過程中要注意考慮有關基礎事項，在設計螺栓組的過程中也要注意相應的事項。高強度螺栓組的設計考慮的因素除受力、摩擦、承載等因素之外還要考慮到它的設計與橋梁的整體設計之間的聯(lián)系，不能一味的只注重高強度螺栓組的設計，還要從整體設計的角度出發(fā)。橋梁設計是一件程序復雜，技術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計，因此在設計高強度螺栓組的過程中不能忽視整體的設計理念。五、高強螺栓連接類型的選擇高強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。但是也具有一定的缺點。首先是材料、扳手、安裝等方面有一些特殊工藝要求，造價也比較搞。因此在選擇螺栓連接是要充分利用他的特長，并充分考慮項目組方對工程造價的承受能力。在螺栓組連接類型的選擇過程中應充分考慮，荷載的類型、結構受力特點、連接部位等因素。摩擦型螺栓連接與由于眾多的優(yōu)勢，使得該類型的螺栓組連接在國內(nèi)橋梁工程中得到廣泛運用，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，動力性能不強，在國類工業(yè)與民用等要求不高的建筑結構中得到廣泛使用。另外，高強度螺栓連接板應該與木材配鉆，同時還應該對對位標記進行保留進行現(xiàn)場安裝時必須先進行多處定位，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也能夠使連接質(zhì)量滿足橋梁工程建設的規(guī)定。高強度螺栓在接頭處的強度須與木材相統(tǒng)一，這是由高強度螺栓所發(fā)揮的作用決定的。高強度螺栓的功能在于延長母材，因此母材的屈服極限要求同樣也適合高強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行分段處理，那么施加給高強度螺栓承受的力度相對較小，設計人員在進行高強度螺栓組設計時可以依據(jù)橋梁結構構架所受的軸向力。六、結論綜上所述，橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計對于整個橋梁建設有著至關重要的作用，為了更好地增強橋梁的剛度，加大橋梁的承載能力，實現(xiàn)預期橋梁剛結構的效果，就必須在施工前高度重視鋼結構高強度螺栓組連接的設計，運用各種先進技術，能夠根據(jù)不同橋梁特點選用合適的連接設計方法，即連接鋼結構的強度匹配，這樣可以使高強度螺栓組連接的更加科學化、合理化從而提升橋梁建設的整體質(zhì)量，為我國基礎設施建筑貢獻一份力量。參考文獻陳開利.日本高強度螺栓技術研究的新進展J].世界橋梁,2017,45(02).趙