高强螺栓扭矩计算
:高强螺栓扭矩计算
2011年06月22日
? 安装高强螺栓时,螺栓应自由穿入孔内,不得强行敲打,并不得气割扩孔。穿人方向宜一致并便于操作。? 高强螺栓的安装应按一定的顺序施拧,宜由螺栓群中央顺序向外拧紧...
要:本文根据北环高速公路A30—7标拼装式钢质波纹管通道施工经验总结，并结合相关的技术
资料
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，对钢质波纹管施工技术进行探讨。
关键词:钢质波纹管、施工技术、板材、安装 www.dibanpinpai.com
1 前言
随着波纹管在世界各地的广泛应用，证明此结构物应用于高速公路水孔、人孔、机孔或需要提供支撑、掩体等代替小跨径桥梁及涵洞，具有明显的社会效益和经济效益，1998年我国上海公路建设中首次使用自己研制生产的钢质波纹管通道，并完成了动、静载试验，完全达到了设计要求，填补了国内空白。本文根据北环高速公路A30—7标拼装式钢质波纹管通道施工经验总结，并结合相关的技术资料，对钢质波纹管施工技术进行探讨。
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2 钢质波纹管螺栓设计要点分析
钢质波纹管的设计过程中进行力学计算的前提假设为:不考虑波纹管的搭接头，设波纹管沿周向是均匀、连续、光滑的，然而钢质波纹管实际施工过程中是采用片状波纹板，并利用高强螺栓连接拼装起来的，由于钢质波纹管的设计和现场施工的这一对矛盾的存在，决定了钢质波纹管安装施工的关键是钢质波纹板材的环向连接和轴向连接的强度能否与不考虑搭接头的整体波纹管的强度相一致，根据钢质波纹管的受力特性及传力特点，结合有关钢结构施工技术规范，分析钢质波纹管螺栓设计要点为:
(1) 螺栓的预紧力;
(2) 螺栓的选型; www.liujiaoluoshuan.com
(3) 螺栓孔的分布(孔径大小、孔间距、边距值、孔位置的布列);
以上三方面是确保拼装后的钢质波纹管与设计的钢质波纹管的整体受
力特性及整体刚度相一致的关键。
2.1 螺栓预紧力的工作原理 www.luoshuanw.com
根据前苏联E.и.别列尼亚主编的《金属结构》1 988年8月第一版关
工作原理的描述表明:“高强达到很大的预紧力，将连接构件于高强螺栓螺栓
紧密拉牢，保证连接成为整体，当这样的连接作用剪力时，被连接件间产生摩擦力，阻止这些构件彼此间相对剪移。这样，高强螺栓本身受轴向拉力，能保证靠被连接件之间的摩擦力传递剪力。”结合螺栓连接的工作过程原理:“第一阶段，当被连接构件的摩擦力尚未被克服时，螺栓本身不受剪力而仅受拉力，整个连接弹性工作，用高强螺栓的耐剪连接就是这样工作。外剪力增大，内摩擦力被克服，并进入第二阶段，即整个连接剪移了由孔表面到螺栓杆之间的缝隙量。第三阶段，剪切基本上靠孔表面对螺栓杆压力来传递;螺栓杆及孔边逐渐挤压;螺栓弯曲、受拉，因为螺栓头和螺帽阻碍螺杆自由弯曲。渐渐连接的紧密性破坏，摩擦力减小，连接进入第四工作阶段，即弹塑性阶段。连接因螺剪切、被连接件之一挤压和穿破或者螺栓头拉掉而破坏”。 栓
因此，钢质波纹管在拼装过程中高强螺栓的预紧力是高强螺栓靠摩擦力传递剪力的根本保证，只有高强螺栓达到足够的预紧力，才能使得被连接件(波纹板)产生足够大的摩擦力满足波纹管在荷载作用下产生的剪力的要求。如果摩擦力过小，则被连接件的摩擦力被克服，高强螺栓迅速进入第二、三、四工作阶段，使得螺栓或被连接件(波纹板)受损破坏。
2.2 螺栓预紧力的理论依据 www.worldnvbao.com
由于柔性涵洞管与地基之间的相互作用十分复杂，目前虽然已有考虑到地基塑性变形、极限平衡的计算理论，但涉及到的土体参数较多、计算复杂，不便于工程应用。因此，可以从工程设计的角度用有限元分析的方法根据钢质
波纹管参数(管道形状、几何尺寸、截面几何形状、弹性模量、泊松比、管顶至路面的距离)、土体参数(容重、弹性模量、内摩擦角)、车辆荷载参数(设计荷载、验算荷载、荷载分布角)等，将波纹管采用壳体单元，土体采用实体单元，选取半个波纹按对称条件，利用美国MacNeal-Schwendler公司的大型商用有限元计算程序NASTRAN计算出钢质波纹管的各项应力:
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