高强度螺栓技术是钢结构桥连接中常用的连接方法之一,近年来已被广泛用于桥梁结构中。美国和日本在这一领域的研究领导着世界。
高强度螺栓(以下称为高杆)技术是钢结构桥连接中常用的连接方法之一。根据其力传输方法,高针连接可以分为摩擦类型的高针连接钢结构用扭剪型高强度螺栓连接与技术条件,压力类型高针连接,扭转剪切型高针连接等。目前尚不清楚Gao Shuan何时开始使用了,但有记录表明,美国是世界上第一个开始研究Gao Shuan的国家,该国家始于1940年代。日本在1950年代开始使用高吊索,这是在1954年建立的铁路桥上首次使用。借此机会,它随后在铁路桥上使用了大量高吊索。 1961年,还制定了高压技术标准,即日本工业规范JIS B 1186。随后,日本公路协会发表了“设计高速公路钢桥的高强度螺栓摩擦连接指南”。
我国家的铁路钢桥已与1960年代初期的高针连接而不是铆钉连接相连,并且历史悠久50多年。现在,铁路钢桥建筑工地的连接主要采用两种连接技术:高螺栓连接和焊接连接。高速公路桥梁上的许多钢桁架和桁架拱桥也使用高弹跳连接。
日本如何治疗高悬浮疾病
钢桥的代表性损坏之一是高螺栓的松动和下降。螺栓松动和掉落的原因之一是高螺栓的延迟伤害(或延迟断裂)。延迟故障是在一段时间后在高强度和环境影响下高强度钢组件的韧性逐渐降低而发生的脆弱故障。
日本钢桥经常会经历高螺栓松动和下降。福岛县的Mishima桥建于1975年(图1)。 1987年,超高螺栓掉落,桥梁经理专注于高螺栓损坏,并取代了受损的高螺栓。但是,高压损害继续发生。
图1 Mishima桥的全景图
根据日本于2014年发布的司法部,每五年对桥梁和隧道进行定期检查,桥梁经理使用检查车辆检查桥梁的高螺栓并进行了非常详细的检查。检查后,还基于先前的检查数据和设计数据进行了全面的分析,还进行了高悬浮的强度测试,组件研究和分析。经过分析后,人们认为对于整个桥梁,没有发现致命的损害,并且看到的高压损害是“延迟损坏”。还认为,将来仍然有可能继续损坏或掉落高压。为了确保通过车辆的安全性,及时更换和修复了所有松动和倒下的高螺栓,如图2所示。
图2 Mishima桥的损坏
检查高螺栓的松散和掉落现象的目的是进行安全评估。评估主要集中在每组高螺栓中的松散和粪便的数量上。如果每组高螺栓都松动,并且滴的数量小于5%,则可以认为对承重能力的影响很小;如果超过5%,则需要谨慎对待。
图3显示了检查某个桥梁的结果。每组高针的掉落根数不超过5%[1(drop)/44(all)= 2.3%]。但是,由于使用了F11T超高插头,因此将来可能仍会掉高插头。因此,根据声音诊断标准将其评为II(结构的功能不会引起故障,但从预防性的角度来看,仍然希望采取措施)。
图3高针滴的示例
高抑制技术的发展方向
1。高针连接
超高强度螺栓。用于高螺栓摩擦连接的螺栓的强度水平为1000MPa。有两种类型:F10T和S10T(实际上,日本也有F11T类型)。在建筑领域已经开发了一个高成倍的1.4倍乘以1.4倍的高螺柱,并用于许多建筑项目。由于S14T级螺栓的缺点是它们很容易延迟故障,因此不容易延迟故障的新螺旋形状正在开发出来,这可以减轻螺纹根应力的应力浓度。在钢桥领域,尚未采用S14T,但是正在研究和研究采用S14T级高泡沫的技术标准。在材料研究所(NIMS)中,正在开发18t级材料和新的螺旋形状,以避免尽可能延迟对螺纹根部的损害。为了验证延迟损害仍在进行室外暴露测试,测试时间限制了使用环境,并要求检查需求满足检查要求。
高螺栓的大直径是实现高轴向力的有效方法之一。高速公路桥规范中指定了具有三种直径20、22和24规格的高块。在施工场(例如变速箱塔)中,已经使用了直径超过32的高螺栓。在对大直径高螺栓的连接结构进行试验计算之后,人们认为,根据与螺栓排列相关的最小中心间距的规定,必须增加螺栓布置的间距。由于开口会导致该部分的截面削弱,因此可以通过优化螺栓布置来认为它是补偿的。鉴于大跨桥的中梁和电缆塔组件的厚度不断增加,M30高螺栓的直径仍然很小,并且紧急需要M32或M36的高螺栓。
2。高节流力的控制方法
在钢桥的领域,高导管的轴向力控制通常由扭矩方法控制,因为轴向力被指定为在弹性范围内工作。但是,在构造领域,螺母旋转方法用于控制轴向力,这是在超过弹性的塑料阶段拧紧螺母。在该省的四个国家联络桥项目中,使用屈服强度方法来控制轴向力,并且认为在弹性响应极限的屈服强度范围内增加轴向力是可行的。基于这一考虑,日本钢结构协会的技术委员会正在组织开发新的产量强度方法扳手并进行其适用性研究。
3。高针摩擦连接的粘结表面的滑动系数设置
首先规定,高点摩擦接头应用作钢桥的设计标准,红色生锈的表面是基本时代。从抗lust的角度使用富含无机锌的油漆,滑动系数为0.4。到2012年,在修改高速公路桥的规格时,已规定按照粘结表面的条件设置滑动系数。当使用富含锌的油漆时,只要满足某些条件,滑动系数就可以为0.45。为了进行维修和增强件,例如更换或更新,在组件键合面的两侧或处理不同的粘结表面的两侧处理不同的粘结表面,根据实际情况将设置适当的滑动系数。也就是说,基于组合表面处理及其组合,无论是0.4还是大于0.4,都必须根据实际情况决定。
现在,没有设置滑动系数的评估方法。通常,根据需要进行标准滑动测试,然后根据测试结果确定设计滑移系数。但是,当获得的测试结果与设计标准中表达的滑动系数大不相同时,尚不清楚如何采用滑动系数。因此,在土木工程技术研究所(鸟扬)和大阪市政大学,为了进行统一的标准滑移测试,基于测试结果共同研究了设置滑动系数的方法,以确定合理的滑动系数。
4。粘结表面滑动系数的改善
可以通过各种方式获得高螺栓摩擦连接键表面的高滑动系数。例如,机械切割粘结表面以形成纹理以提高滑动系数。 2012年,在修改公路桥梁规格时,规定在施加无机锌涂料时,防滑系数超过0.45;在确保一定的涂层厚度时,防滑系数为0.40〜0.45。如果将具有出色耐腐蚀性的喷雾合金材料用作粘结表面,则可以获得更高的防滑系数。考虑到实际建立项目,连接板的合金喷雾材料和基础材料都涂有无机锌涂层。这样,当用粘结表面处理两种不同的材料时,可以获得更高的防滑系数。当满足某些条件时,滑动系数可以达到0.54。在建筑物的附近,当粘合表面用铝喷涂时,滑动系数超过0.8。
5。高钉装置的高耐用性
需要研究的另一个主要主题以进行高泡沫组合,这是头部,坚果和高毛的螺纹腐蚀。如图4所示,高针接头的腐蚀主要是由于螺纹部分的涂层厚度不足,这导致了螺母部分,螺纹部分和大六角形头螺栓头的易于腐蚀。解决此问题的方法之一是使连接部分平稳。受到施加压力的螺栓的启发,研究了使用iontersunk高螺栓的摩擦连接接头。为高螺栓摩擦连接接头开发了Fountersunk高螺栓。台面的开头大于打孔高螺栓的开头,该螺栓由螺栓轴向力的蠕变特性和台面的应力浓度确定。图5是一个倒螺栓的一个示例,图6显示了使用countersunk高螺栓对摩擦接头进行的标准滑动测试。通过使用此螺栓,连接接头的表面平滑,也可以保证涂层厚度,并且还提高了耐腐蚀性。
图4主桁架剪接板的腐蚀示例
图5摩擦类型连接countersunk高螺栓
由于连接板以反头形状处理,因此螺栓的轴力与常用的高螺栓相比,轴力更大,轴力的降低降低,并且滑动屈服强度降低了约10%。根据此特征,可以通过适当设置滑动系数来实现具有很高耐用性的连接部分。此外,考虑到实际制造误差的制造允许螺栓的允许值,可以稍微增加连接板侧螺栓处理零件的螺栓螺栓的开头,以提高滑动系数。
向外国技术学习以促进国内发展
高针连接是桥梁组件(杆)连接的常用连接方法,并广泛用于道路和铁路桥梁。美国和日本学者早在中国就开始研究高泡沫的研究,并进行了许多深入和细致的研究。日本规定,延迟高导管损坏的不应超过5%,声音诊断评估标准,并且大直径高导管的发展对于我国家在这方面的应用和研究具有很大的参考意义。
在从美国和日本学习和引入大量支持技术的同时,我国也在不断改善和发展。在早期,它主要依赖于引入日本技术和产品,例如进口日本M27高吊索,学习日本以进行强度控制方法以及进口日本扳手。后来钢结构用扭剪型高强度螺栓连接与技术条件,我们是自力更生的,并成功地开发了第一,第二和第三代高针扳手产品,其扭矩精度为5%。目前,第四代产品的原型已成功地生产。这种翻译收集了日本关于高栓剂的最新研究工作,旨在引入该领域的外国研究趋势,以促进高栓剂的国内技术发展。
图6 countersunk高针摩擦连接的标准滑动测试
作者单位:中国铁路桥局有限公司。