高强度螺栓连接的工程应用初探论文_纪后全,谭华松

高强度螺栓连接的工程应用初探论文_纪后全,谭华松

上海振华重工(集团)股份有限公司长兴分公司 上海 201913

摘要:伴着全球经济发展的突飞猛进,使得很多行业已经打破了传统的经营模式,正在朝着国际化的方向发展,再加上涉外项目数量的大量扩充,高强螺栓连接的实际运用范围随之逐渐的扩张。结合大量的实际案例,本文围绕现如今行业的结构设置中实用的高强度螺栓连接操作的弊端以及优越性从技术、经济、施工等多个层面展开分析研究,为今后更好的应用高强度螺栓提供借鉴与参考。

关键词:高强度;螺栓;连接;工程应用

前言:依据现如今国内设计标准我们将高强度螺栓连接遭受的外力特性划分为两种形式,即:摩擦型和承压型。这两种连接模式所运用的物料、生产技术、安装操作等多个条件都是一样的,但是后者相对前者对螺栓孔洞直径的要求更高,国家相关部门已经对零部件的连接位置的处理操作方法进行了规范,并且对于承压型连接的要求作出了适当的降低。高强螺栓是随着科技水平的不断提升,最新研发出来的连接形式,与其他螺栓进行比较,能耗解决三到五成。

1扭剪型高强螺栓

扭剪型高强螺栓是经过大量的实践,由大六角普通螺栓长时间的完善优化而形成的新的形式,其无论是综合性能以及运用后的连接作用都是不逊色于其他类型的高强螺栓的,他们之间的区别仅仅存在于操作方法的差异商。扭剪型高强螺栓的螺帽结构与铆钉的头部结构大体一致,螺栓尾部设置了可以控制加固扭矩的环形切口,生产物料都是统一等级的碳钢,在螺栓连接体系中,与普通的高强螺栓相比较会减少一个垫圈,主要是因为扭剪型高强螺栓在设计的时候,在其螺头位置增加了垫圈的设计。在现实运用的时候,一半类型的高强螺栓都是利用专业的工具进行加固的,但是扭剪型高强螺栓加固的力矩大小是由其自身环形切口决定的。

2扭剪型高强螺栓的优点

扭剪型高强螺栓的应用较为广泛,在实际的应用过程中也具备其他高强度螺栓所不具备的特点和优势,具体如下:

(1)在现实操作施工中实用这种类型的螺栓操作简便,并且效果较高。这主要是因为其加固的扭矩以及加固轴力是在前期设计生产中早已确定的,不会在操作中受到外界因素的影响,操作人员只要严格的遵照流程就可以保证操作效果达到规范要求。

(2)检查工作更加直接,不会发生遗漏问题。扭剪型高强螺栓的尾部结构的掐断操作通常都是在紧固操作完毕之后进行的,可以更加直接的进行检核,与普通类型的高强螺栓相比较节省了很多的时间。

(3)扭剪型高强螺栓在加紧操作的时候哦,因而头部结构会遭到反响的作用力,进而螺栓结构中不会除险扭转剪应力,承载的外界作用力非常的简单。普通类型的高强螺栓在加固的时候,螺栓零部件不仅要承受轴力的作用,还会受到螺纹与外界结构二者间产生的摩擦力的影响,使得螺栓结构长期处在一个相对较为复杂的环境中,这也充分的说明了,在相同的情况下,扭剪型高强螺栓与普通类型的高强螺栓相比较承载外界作用力的性能更佳。

(4)扭剪型高强螺栓在加固操作的过程中通常不会发生转动现象,进而一个人就可以完成施工,如果再运用TC电动扳手,就可以有效的降低劳动强度。普通高强螺栓在加固操作的时候,往往都会不同程度的发生转动问题,这就需要最少两个人共同进行操作,工作量十分的巨大。并且具备承载外界作用力强,抗疲劳,可灵活拆卸,操纵简单方便,稳定性强等优越性。但是不得不说的是,在一些特殊情况发生的时候,如果连接位置的板材或者是零部件的板材的规模相对较差的话,就会造成承压型连接的抗剪承载力会低于摩擦型连接的抗剪承载力的后果,这种情况下,仅仅从螺栓的实用数量上来看,运用摩擦型连接可以说是更加高效的选择,进而,我们在进行连接方法的选择的时候,务必要充分结合现实情况以及需求,并且做好全面的分析研究,这样才能保证结果的质量和稳定性。

3高强度螺栓的拧紧力矩

在开展高强度螺栓连接设计工作的过程中,大部分的设计工作人员都会将螺栓螺母所需要的最佳加固力矩进行明确的备注,在实际施工中往往会发生两种情况,一种情况就是在加固操作完成之后,加载中会发生连接面的滑动;第二种情况是在加固操作中,由于力度过大引发了螺栓结构损坏问题。在很多的设计图纸中不同的设计团队计算的扭矩会出现一定的差异,有的时候甚至会发生巨大的差异问题,在现实施工中,所有企业都会实用与国家会犯标注相一致的高强度螺栓。然而在物料采买过程中,各个企业购买的不一样批号的高强度螺栓,造成了力矩系数的不尽相同,这样看来,在开展设计工作的时候,尽量不要将力矩加以固定,杜绝发生实际力矩与要求力矩存在较大差异而对施工造成负面影响的不良后果。高强度螺栓加固操作的力矩参数十分的关键,在正式实施加固操作之前务必要对力矩进行仔细的计算,这样才能从根本上确保整个操作的效果。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高强度螺栓在很多年前就在项目工程建造中加以运用了,那个时候都是各个施工单位自行对螺栓进行设计,并且国家相关部门并没有针对螺栓的整体质量和性能进行明确的规定,质的高强度螺栓的生产制造存在诸多的问题。

因为国内高强度螺栓生产起步较晚,进而其质量还有待进一步的提高,很多的与其他国家共同研制的机械设备或者是一些进口机械中往往都是使用进口的高强度螺栓,在很多的项目施工设计图纸中,将结构连接的高强度螺母的综合质量以及性能都进行了详细的标注,这个时候可以依据其标准的参数进行操作,但是如果选用国产的高强度螺栓进行施工的话就需要与进口商协调来调整国产螺栓的扭矩数值,这样就可以有效的杜绝发生误差。不得不说的是,欧洲的高强度螺栓的施工扭矩因加工工艺和表面处理方式以及材料的不同一般都比国产的高强度螺栓扭矩系数大,所以施工扭矩也大。

4施工用力矩扳手

在项目施工过程中使用力矩扳的时候无比要侧重关注其扭矩数值的误差。由于物料在采买、输送、储存,实用的各个阶段,受到外界各种因素的影响都会不同程度的发生系数改变的情况,进而,高强度螺栓在加固过程中所实用的工具,也就是力矩扳手在正式实用前需要将其进行复位处理,保证其扭矩误差波动范围在百分之五之内,并且务必要严格的遵照规范标准实用专门的力矩扳手,一旦扳手出现损坏,要在第一时间进行调换。

5高强度螺栓安装要注意以下几点

高强度螺栓安装过程中,需要注意零部件是否正常、按照流程进行安装、安装后及时的检查安装质量是否合格等,具体的注意事项如下:

(1)杜绝出现强制加固螺栓的现象。在设置板材之前最好对连接孔的位置进行确定,并且准备好连接孔,在正式紧固螺栓之前需要做好试验,保证连接孔满足螺栓的需求,但是很多的陈旧设备在维保的时候,非常容易出现螺栓错位的问题,一旦发生这个现象,务必要采取专业的措施,确保螺栓加固的准确性。

(2)要保证零部件的连接面长期处在清洁干燥的状态下,不能在天气恶劣的情况下施工。

(3)加固螺栓的时候,只能将扳手放置在螺母位置处,但是如果空间条件不允许的话,可以将扳手放置在螺栓上。

(4)高强度螺栓的拧紧应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50%,复拧扭矩等于初拧扭矩。为防止遗漏,对初拧或复拧后的高强度螺栓,应在螺母上涂上标记。对终拧后的高强度螺栓,随后可以再在螺母上做不同的标记。

(5)初拧、复拧和终拧时,螺栓应按一定顺序施拧,一般应由螺栓群中央顺序向外拧紧。螺栓的初拧、复拧、终拧应在同一天完成,不可隔天再进行终拧,在施工时要引起安装部门的特别重视。

6法兰结合面处理及保护

法兰结合面处理是高强度螺栓连接的关键工序,一般法兰接合面采用喷砂处理,达到Sa2.5级,涂厚浆型无机硅酸锌底漆0.03mm,达到Q345-B法兰板的抗滑移系数为0.4。当设计图纸要求更高的抗滑移系数时,采用喷砂后不涂漆或喷砂后生赤锈的处理方法,达到抗滑移系数0.55。经处理后的高强度螺栓连接处摩擦面应采取保护措施,防止沾染脏物和油污。严禁在高强度螺栓连接摩擦面上作任何标记。

总结:目前实际工程设计中习惯采用的摩擦型连接并等强设计法虽然安全,但却过于保守,造成螺栓用量太多。例如对常见的人字型柱间支撑一类的轴心受力构件,其稳定承载力一般都较大(如果是拉杆其承载力还会更大),所用螺栓用量就很多,节点板尺寸也很大。个别按结构分析可采用小截面尺寸的构件,因为螺栓排列的问题而只能增大尺寸,反过来又进一步加大其稳定承载力。设计高强螺栓连接时,应慎重选择连接形式(摩擦型或承压型),真正做到经济、合理,在可能的情况下积极推广应用承压型连接。

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论文作者:纪后全,谭华松

论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期

论文发表时间:2018/5/22

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