桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计

桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计摘要：伴随着人们生活水平的不断提升，我国基础设施建设工作要求也在日益增长，其中桥梁建设属于较为常见的基础设施建设。为了更好地保证桥梁建设质量，做好桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计极为关键。本文简要介绍了桥梁钢结构高强度螺栓组连接的概述，高强度螺栓组连接中关于机械性能的设计、高强度螺栓性连接的类型及受力情况分析，并做好有关高强度螺栓的选择事项，高强螺栓连接类型的选择，以期使桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计更加科学化、合理化、有效化。关键词：桥梁；钢结构；高强度螺栓组；连接设计近年来，我国国民经济迅速增长的同时给社会也带了巨大变化。桥梁工程建设是当今钢筋水泥结构的突出建筑物，它给人们日常生活带来了诸多便利条件，为此，提高桥梁结构质量是我们一直探讨的话题。而桥梁钢结构高强度螺栓组链接设计是其中最为关键的因素，需加大重视力度，投入大量的人力、物力、财力。一、桥梁钢结构高强度螺栓组连接的概述现阶段桥梁建设注重钢结构的稳定性和安全系数，桥梁建设关系到交通建设的发展，城市规划的全面完善。在桥梁建设的过程中钢结构的建造对于整体桥梁建设起着至关重要的作用，它关系着桥梁建设结构的好坏。桥梁钢结构的设计需要考虑许多因素，有些还要运用一些力学原理和物理方面的知识。所以在设计桥梁钢结构时必须要充分尊重相关的设计原理，这样才能确保桥梁设计的合理性和科学性。在桥梁钢结构的设计中运用的是高强度螺栓组连接设计，这种设计考虑到机械性能、摩擦受力等因素，科学的分析和计算有关的参数和变量，使桥梁设计更加精准，将参数数量化、具体化，确保桥梁建设的完整性和全面性。二、高强度螺栓组连接中关于机械性能的设计就目前我们在桥梁建筑中钢结构所使用的高强度螺栓组连接来说，我们最常用的是10.9级（GB/T1228）的高强度螺栓，而相比较而言，这种高强度螺栓组比较脆，也就是我们常说的比较容易折而不弯曲，也就是说弯一点就很容易折断，这里我们讲的是它的承压性能。由于材料有弯曲易折的特点，主要从机械性能的角度考虑问题。在工程之中轴承的承受能力有很强的标准。我们在整个的设计方案里这一环节非常关键，一般的情况我们对于高强度螺栓的承受压力的指数，是通过螺栓的直径、横截面等等进行仔细的计算。这个环节出现错误的概率极大，也是所有人最为关注的焦点，如果我们想做好这项工作就要把工作细致化。而具体的计算过程就比较复杂一些。我们都知道在连接时需要考虑到一个传力机制，而我们的主要计算也是根据传力机制来进行的。通过物理常识我们知道接触面的面积越大，则两者间产生的压力也就会越大，因此在适当的范围内我们就应该加大高强度螺栓的横截面积，也就是它的直径，进而就可以计算出它的预拉力的大小，从而进行高强度螺栓的选择。二、高强度螺栓性连接的类型高强度螺栓组是桥梁钢结构中比较重要的一个环节，高强度螺栓组的性能比普通的螺栓组更加耐用，其性能和质量比一般的螺栓组更好。螺栓组的目的是为了平衡拉力，确保板件间能够紧密衔接，平衡受力。针对桥梁建设这种高空大型的作业，高强度螺栓组必不可少，它的设计必须考虑到一些因素，例如受力大小，摩擦力和承载力等。其中高度螺栓组可以分为两种类型，一种是摩擦型，一种是承压型。2.1承压型承压型高强度螺栓连接在进行受剪设计时，只能够保证桥梁结构在使用荷载一切正常的前提下，外剪力不会超过摩擦力的最大值，此时外剪力的受力性能与摩擦型性能一致；如果桥梁结构在使用荷载上超出正常荷载值，那么外剪力超过摩擦力最大值的可能性就非常大，一旦发生这种情况，就会发生被连接板件之间滑移变形的现象，这一现象一直持续到螺栓杆与孔壁的一面发生接触。桥梁钢结构高强度螺栓组在此之后就只能依靠板件接触面摩擦力、螺栓杆身剪切以及孔壁承压同时进行传力工作，一旦超过了螺旋杆身剪切和孔壁的最大承压能力就会造成孔壁承压或者杆身剪切发生破坏。2.2摩擦型摩擦型高强度螺栓连接在进行受剪设计时，其受力极限为外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的最大摩擦力。为了保证桥梁高强度螺栓连接的外剪力低于摩擦力的最大值，才能够达到桥梁结构螺栓能够有效地承受摩擦力，避免板件之间相对滑移变形现象的发生。三、高强度螺栓组连接的受力情况分析高强度螺栓组连接，在受力时预拉力增加不明显，板间始终夹紧的状态使得外拉力的得到一定程度的减少。在受剪力分析时则要进行两种情况的讨论，并将螺栓组连接分为两种在螺栓组连接类型的选择过程中应充分考虑，荷载的类型、结构受力特点、连接部位等因素。摩擦型螺栓连接与由于众多的优势，使得该类型的螺栓组连接在国内桥梁工程中得到广泛运用，并在一定程度上得到有力推广。3.1摩擦型螺栓连接该种连接设计时的受剪力极限为板间接触面在螺栓拧紧后提供的最大摩擦力且板间不会反正相对位移的情况，确保达到整个期间的最大摩擦力。该种连接类型为弹性受力类型。3.2高压型螺栓连接这种情况下，外剪力一般不会超过最大摩擦力。而是将杆件被剪切或孔壁承载破坏时的螺栓组连接最大承载力作为组件受剪力的极限情况。四、有关高强度螺栓的选择事项高强度螺栓组具有与一般螺栓组一样的性能，例如它的施工条件相对比较好使用灵活便于安装和卸载。另外它比一般的螺栓组在稳定性和衔接性方面更加有保障，连接设计比较比较科学合理。但是它有一个缺点就是在选材和制造安装上比较复杂，有一定的特殊要求，另外它比一般的螺栓组的花费要高，成本较高。所以在选择的过程中要慎重，必须选择适合实用的高强度螺栓组。所以高强度螺栓组在选择的过程中要谨慎，必须要充分的考虑到螺栓组的承载能力、受力的大小、连接部位的特点和约束条件等因素。例如在选择摩擦型的螺栓组时要着重考虑螺栓组的摩擦性能，必须要保持板件的接触面间的摩擦力协调，避免发生板件的滑移。一般这种螺栓组使用的范围比较广泛，主要运用于一些大型的建筑中和桥梁建造中。承压型螺栓组则是以承载能力为主，在设计中参考的对象必须是能够符合荷载的标准值，不超过最大值。认真选择适合的高强度螺栓组，确保桥梁建设的顺利进行。除了在选择的过程中要注意考虑有关基础事项，在设计螺栓组的过程中也要注意相应的事项。高强度螺栓组的设计考虑的因素除受力、摩擦、承载等因素之外还要考虑到它的设计与桥梁的整体设计之间的联系，不能一味的只注重高强度螺栓组的设计，还要从整体设计的角度出发。桥梁设计是一件程序复杂，技术要求含量高的高空作业，必须要在确保安全系数的前提下在考虑螺栓组的设计，因此在设计高强度螺栓组的过程中不能忽视整体的设计理念。五、高强螺栓连接类型的选择高强螺栓连接不仅具有普通螺栓连接施工条件好、安装方便、可拆卸等优点还具有普通螺栓连接所不具有的整体性好、刚度大等优点。但是也具有一定的缺点。首先是材料、扳手、安装等方面有一些特殊工艺要求，造价也比较搞。因此在选择螺栓连接是要充分利用他的特长，并充分考虑项目组方对工程造价的承受能力。在螺栓组连接类型的选择过程中应充分考虑，荷载的类型、结构受力特点、连接部位等因素。摩擦型螺栓连接与由于众多的优势，使得该类型的螺栓组连接在国内桥梁工程中得到广泛运用，并在一定程度上得到有力推广。承载型连接螺栓，由于刚度较差，动力性能不强，在国类工业与民用等要求不高的建筑结构中得到广泛使用。另外，高强度螺栓连接板应该与木材配钻，同时还应该对对位标记进行保留进行现场安装时必须先进行多处定位，定位工具为锥形定位销，这有这样才能够确保螺栓把合的精度符合要求同时也能够使连接质量满足桥梁工程建设的规定。高强度螺栓在接头处的强度须与木材相统一，这是由高强度螺栓所发挥的作用决定的。高强度螺栓的功能在于延长母材，因此母材的屈服极限要求同样也适合高强度螺栓的摩擦面抵抗的外力。如果桥梁的跨度中间部分没有进行分段处理，那么施加给高强度螺栓承受的力度相对较小，设计人员在进行高强度螺栓组设计时可以依据桥梁结构构架所受的轴向力。六、结论综上所述，桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计对于整个桥梁建设有着至关重要的作用，为了更好地增强桥梁的刚度，加大桥梁的承载能力，实现预期桥梁刚结构的效果，就必须在施工前高度重视钢结构高强度螺栓组连接的设计，运用各种先进技术，能够根据不同桥梁特点选用合适的连接设计方法，即连接钢结构的强度匹配，这样可以使高强度螺栓组连接的更加科学化、合理化从而提升桥梁建设的整体质量，为我国基础设施建筑贡献一份力量。参考文献陈开利.日本高强度螺栓技术研究的新进展J].世界桥梁,2017,45(02).赵