橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計

張永忠

（武威公路總段高等級公路養護管理中心，甘肅 武威 733000）

1 高強度螺栓性連接的類型和受力特點

高強度螺栓連接被應用到橋梁建設中時，螺栓承受剪力和拉力兩種力量，高強度螺栓在承受拉力時，負荷在螺栓上的預拉力沒有特別明顯的變化，即增加的預拉力并不大，在承載外拉力時主要通過減少靠板之間的夾緊力來實現，這樣能保證板件之間的夾緊狀態一直持續不變。高強度螺栓在承受剪力時，由于受力要求以及設計方面存在諸多差異可以將螺栓進行分類，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，一旦發生這種情況，就會發生被連接板件之間滑移變形的現象，這一現象一直持續到螺栓桿與孔壁的一面發生接觸。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生破壞。

1.2 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象的發生。

2 橋梁鋼結構高強度螺栓連接的選型

高強度螺栓連接除具有一般螺栓連接的優點外，還具有連接剛度更強、整體效果更加明顯的特點，當然也存在一些缺點，主要是成本較高和安裝與制造方面要求更加嚴格等方面。

高強度螺栓連接主要分為承壓型高強度螺栓連接和摩擦型高強度螺栓連接，在進行這兩種螺栓選型時應該將連接部位、結構受力特點以及荷載的類型納入到考慮范圍中。

2.1 承壓型

高強度螺栓連接的設計承載力相對于摩擦型高強度螺栓連接的效果要更好，能夠使螺栓的使用量得到相應的減少，但是缺點在于剛度較弱、整體效果不夠明顯，主要被應用到間接動力荷載結構互或發揮靜力荷載的作用。承壓型高強度螺栓連接在我國的應用范圍相對較小，由于在使用和設計方面的經驗相對不足，很少被應用到橋梁建設中。在進行承壓型高強度螺栓連接計算時應該按照規范和標準進行，承受的荷載力主要包括同時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度螺栓的連接。鉆成孔為承壓型高強度螺栓應該使用的孔型，在對其進行布置時多采用錯列形式，螺栓桿、墊圈以及螺栓桿的鋼材質量都有嚴格要求，應該將高強度鋼材應用到以上設施的制作中，為了使高強度螺栓各個部分達到更好的剛度效果必須對其進行熱處理。

2.2 摩擦型

高強度螺栓連接不但剛度強，整體效果好，而且抗疲勞性能更好、變形不明顯同時還具有受力可靠的特點，能夠保證板件接觸面間的摩擦力始終不會被試用期間的外剪力所超過，還能夠避免板件之間相對滑移變形現象的發生。能夠被廣泛應用于荷載結構的高空安裝連接、構件的現場拼接等項目中去，因其優勢明顯，被廣泛應用到橋梁建設中。

3 高強度螺栓

在進行橋梁鋼結構設計時通常采用型號為10.9級的高強度螺栓，高強度螺栓要想達到對摩擦面進行壓緊的效果就需要對螺栓施加預拉力，隨著螺栓直徑的不斷增加，螺栓有效截面積也隨之增大，同時會產生更大的預拉力。

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量滿足橋梁工程建設的規定。高強度螺栓在接頭處的強度須與木材相統一，這是由高強度螺栓所發揮的作用決定的。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橋梁結構構架所受的軸向力。

4 結語

將橋梁結構高強度螺栓組連接應用到在橋建設過程中，能夠增強橋梁連接結構的強度，達到更好的整體效果，不但能夠保證橋梁建設的質量還能夠延長橋梁的使用年限，方便廣大人民群眾的生產和生活。橋梁工程建設是我國基礎設施建設的重要組成部分，關系到廣大人民群眾的切身利益。近期，我國橋梁安全事故頻繁發生，在社會上引起了強烈的反響，因而橋梁設計和施工受到全社會各界的廣泛關注。為了增強橋梁的剛度和荷載能力，必須做好橋梁鋼結構高強度螺栓組連接設計工作。

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