高强度螺栓技术(以下简称高栓)是钢构造桥梁衔接中常用的衔接方式之一,近年来在桥梁构造中失掉普遍使用。美国、日本在这个范畴的研讨处于世界抢先位置。
依照日本在2014年公布的对桥梁、隧道每5年停止一次活期反省的部令,桥梁管理人员用检测车对该桥的高栓停止了反省,而且是停止了十分详细的反省。反省后结合以往的反省材料、设计材料停止综合剖析,还做了高栓本身的强度实验、成分调查剖析等。剖析后以为:对桥梁全体而言,并没有发现致命的损伤,所看到的高栓损伤为“延迟毁坏”。并且以为今后仍存在高栓持续损伤、掉落的能够性。为确保通行车辆的平安性,及时地对全部松动与掉落的高栓停止了改换与补修,如图2。
图2 三岛大桥高栓损伤状况
对高栓松动、掉落景象反省的目的是为了停止平安性评价,评价时次要着眼于每组高栓中的松动、掉落数量。假如每组高栓中松动、掉落根数不满5%,可以为对承载才能的影响较小;假如超越5%,就需求慎重看待。 图3所示是对某桥停止反省的后果,每组高栓的掉落根数没有超越5%【1(掉落)/44(全体)=2.3%】。但是,由于是运用F11T超强高栓,恐怕今后仍会发作高栓掉落景象。因而,按健全性诊断规范评定为Ⅱ级(构造物的机能不发生毛病,但从预防角度看仍希望采取措施)。 图3 高栓掉落实例
高栓技术的开展方向 1.高栓衔接 超高强度螺栓。如今高栓摩擦衔接用的螺栓的强度等级为1000MPa。有F10T、S10T两品种型(实践上日本还有F11T型)。修建范畴开发了一种将10T级乘以1.4倍的14T 级的高栓,并且在许多修建工程中采用。由于S14T级螺栓的缺陷是易发作延迟毁坏,所以正在开发不易发作延迟毁坏的资料、缓解螺纹根部应力集中的新型螺旋外形。 钢桥范畴,目前还没有采用S14T,但正在停止S14T级高栓采用方面的技术规范的调查与研讨。在物质资料研讨机构(NIMS),正在开发18T级的资料、新型螺旋外形,以尽量逃避螺纹根部的延迟毁坏。为了验证延迟毁坏还在停止室外表露实验,实验时限定了运用环境、要求到达检验需求的。 高栓的大直径化,为完成高轴力的无效办法之一。在公路桥标准中规则了直径20、22、24三种规格的高栓。在修建范畴如保送电铁塔中曾经采用了直径超越32的高栓。 经过对大直径高栓的衔接结构停止试算后以为,依据螺栓布置有关的最小中心间距的规则,必需加大螺栓布置的间距。由于开孔使断面有减弱的局部,可思索经过优化螺栓布置来补偿。鉴于大跨度桥梁中梁、索塔构件厚度的不时加大,M30高栓直径仍显小,急需M32或M36的高栓。 2.高栓轴力控制方法 在钢桥范畴,高栓轴力控制,普通采用扭矩法控制轴力,这是由于规则高栓在弹性范围内任务。但是,在修建范畴采用的是螺帽旋转法控制轴力,是在超越弹性的塑性阶段拧紧螺帽。在本州四国联络桥工程中,采用屈从强度法控制轴力,以为在弹性呼应限界的屈从强度范围内,进步轴力是可行的。基于这种思索,日本钢构造协会的某技术委员会正在组织开发新型的屈从强度法扳手,并停止其适用性研讨。 3. 高栓摩擦衔接结合面滑移系数的设定 最早规则把高栓摩擦衔接接头作为钢桥的设计规范,以白色生锈面为根本时代,从防锈的观念涂敷无机富锌漆,这时滑移系数为0.4。到了2012年,在停止公路桥梁标准修订时,规则依据结合面条件的不同来设定滑移系数,当采用无机富锌漆时,只需满足一定的条件,滑移系数可取为0.45。关于改换或更新之类的修补、补强,在构件结合面两侧停止不同的结合面处置,或许对不同结合面处置时,依据实践状况设定适当的滑移系数。即依据结合面处置及其组合,至于一概取0.4还是超越0.4,要依据实践状况决议。 如今,对滑移系数的设定没有评价办法,普通依据需求停止规范滑移实验,再依据实验后果确定设计滑移系数。但是,当所失掉的实验后果与设计规范中所表示的滑移系数相差较大时,滑移系数怎样取值没有明白。因而,在(国研)土木技术研讨所和大阪市立大学,以一致规范滑移实验为目的,依据实验后果就滑移系数的设定办法共同停止研讨,以确定合理的滑移系数。 4. 结合面滑移系数的进步 进步高栓摩擦衔接结合面的高滑移系数,可经过各种各样的手腕取得。例如:对结合面停止机器切削构成纹路以此来改善滑移系数。2012年,在修正公路桥标准时,规则当涂敷无机富锌漆时,抗滑移系数超越0.45;当确保一定的涂膜厚度时,抗滑移系数为0.40~0.45。如采用防腐功能优越的喷合金资料为结合面时,还可以取得更高的抗滑移系数。思索实践的架设工程,对衔接板喷合金资料、母材采用无机富锌漆涂敷,这样两种不同资料停止结合面处置时,可以取得更高的抗滑移系数,当满足一定的条件时,滑移系数可到达0.54。在修建邻域,结合面采用喷铝时,滑移系数超越0.8。 5. 高栓安装的高耐久性 高栓结合的另一个需研讨的严重课题是高栓的头部、螺帽、螺纹处的腐蚀。高栓结合部的腐蚀,如图4所示,次要是由于螺纹部的涂膜厚度缺乏,招致螺帽部、螺纹部、大六角头螺栓头部易腐蚀。 处理这个成绩的办法之一,是把衔接部做成平滑状。从打入式承压螺栓遭到启示,研讨采用埋头高栓的摩擦衔接接头,埋头高栓是为高栓摩擦衔接接头开发的。埋头的开角比打入式高栓的开角大,这是由螺栓轴力的徐变特性、埋头部的应力集中决议的。 图5是埋头高栓的例子,图6所示为采用埋头高栓的摩擦衔接接头的规范滑移实验。经过采用这种螺栓,衔接接头外表平滑, 涂膜厚度也有保证,耐腐蚀功能也有所进步。 图4 主桁拼接板腐蚀实例 
图5 摩擦型衔接用埋头高栓 
由于按埋头形加工衔接板,所以,在拉力作用下,螺栓轴力的降低比常用高栓大,滑移屈从强度降低10%左右。依据这个特性,对滑移系数作适当设定,耐久性高的衔接部的完成是能够的。另外,思索实践制造误差的埋头螺栓的制造允许值的设定,略微增大衔接板侧埋头加工部的埋头螺栓的开角角度,可改善滑移系数。 自创国外技术 推进国际开展 高栓衔接是桥梁构件(杆件)衔接中常用的衔接方式,在公路、铁路桥梁中被少量的采用。美国、日本学者在高栓衔接方面的研讨起步早于中国,做了少量深化细致的研讨任务。日本规则高栓延迟毁坏不允许超越5%、健全性诊断评定规范、开发大直径高栓等,对我国在这方面的使用与研讨具有重要的参考意义。 我国在学习引进美国、日本的高栓技术的同时,也在不时的进步、开展。晚期次要靠引进日本的技术与商品,如已经出口日本M27高栓、学习日本做屈从强度法控制轴力、出口日本扳手等。后来、我们自给自足,已成功研收回第一代、二代、三代高栓扳手商品,其扭矩精度为5%。目前,第四代商品的样机已试制成功。本译文搜集了日本近期在高栓方面的研讨任务,旨在引见国内在这个范畴的研讨静态,以推进国际在高栓方面的技术开展。 
图6 埋头高栓摩擦衔接的规范滑移实验 国际高强度螺栓在桥梁的使用川藏第一桥,运用接近60万颗高强度螺栓
港珠澳大桥,双塔共用18336套高强度螺栓
高强度螺栓在抗剪设计上依据设计要求分为:高强度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。
在同时接受剪力和杆轴方向拉力时,摩擦型要求是螺栓接受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆接受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0,承压型要求是螺栓接受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆接受轴力与受拉承载力比的平方之和小于1.0,也就是说在同种荷载组合状况下,相反直径的承压型高强度螺栓在设计上的平安储藏要高于摩擦型高强度螺栓的。
22. 砼标准中,关于预埋在混凝土中的构件,都称之为预埋件。依据建立部文件,收缩螺栓不得用于幕墙。普通新建工程,严禁采用收缩锚栓,都应该采用预埋。
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