泊锦科技:高强度螺栓与普通螺栓的区别

高强螺栓与普通螺栓区别
    从原材料看，高强度螺栓采用高强度材料制造。高强螺栓的螺杆、螺帽和垫圈都由高强钢材制作，常用 45号钢、40硼钢、20锰钛硼钢。普通螺栓常用Q235钢制造。

从强度等级上看：
    高强螺栓，使用日益广泛。常用8.8s和10.9s两个强度等级，其中10.9级居多。普通螺栓强度等级要低，一般为4.4级、4.8级、5.6级和8.8级。

从受力特点来看：
    高强度螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力。普通螺栓连接靠栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，拧紧螺帽时产生预拉力很小，其影响可以忽略不计，而高强螺栓除了其材料强度很高之外，还给螺栓施加很大预拉力，使连接构件间产生挤压力，从而使垂直于螺杆方向有很大摩擦力，而且预拉力、抗滑移系数和钢材种类都直接影响高强螺栓的承载力。

根据受力特点分承压型和摩擦型.两者计算方法不同。高强螺栓最小规格M12，常用M16~M30，超大规格的螺栓性能不稳定，设计中应慎重使用。

栓接面力的传递

高强螺栓连接是通过螺栓杆内很大的拧紧预拉力把连接板的板件夹紧，足以产生很大的摩擦力，从而提高连接的整体性和刚度，当受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为高强螺栓摩擦型连接和高强螺栓承压型连接两种，两者的本质区别是极限状态不同，虽然是同一种螺栓，但是在计算方法、要求、适用范围等方面都有很大的不同。在抗剪设计时，高强螺栓摩擦型连接是以外剪力达到板件接触面间由螺栓拧紧力所提供的可能最大摩擦力作为极限状态，也即是保证连接在整个使用期间内外剪力不超过最大摩擦力。板件不会发生相对滑移变形（螺杆和孔壁之间始终保持原有的空隙量），被连接板件按弹性整体受力。在抗剪设计时，高强螺栓承压型连接中允许外剪力超过最大摩擦力，这时被连接
板件之间发生相对滑移变形，直到螺栓杆与孔壁接触，此后连接就靠螺栓杆身剪切和孔壁承压以及板件接触面间的摩擦力共同传力，最后以杆身剪切或孔壁承压破坏作为连接受剪的极限状态。总之，摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓，只不过是设计是否考虑滑移。摩擦型高强螺栓绝对不能滑动，螺栓不承受剪力，一旦滑移，设计就认为达到破坏状态，在技术上比较成熟；承压型高强螺栓可以滑动，螺栓也承受剪力，最终破坏相当于普通螺栓破坏（螺栓剪坏或钢板压坏）。

    从使用上看：
    建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。高强螺栓一般用于永久连接。
    高强螺栓是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓抗剪性能差，可在次要结构部位使用。普通螺栓只需拧紧即可。

8.8级 与8.8S 是相同等级。

高强度螺栓施拧工艺

   黄河大桥上部结构为13孔64米单线铁路下承简支栓焊钢桁梁。主体结构在工地均以M22高强度螺栓连接。高强度螺栓材质为40B。螺母、垫圈为45号钢，由武汉汽车标准件厂制造。螺杆、螺母、垫圈均磷化处理。全桥共用高强度螺栓共约13万套。螺栓设计预拉力为196KN，钣面之间的摩擦系数为0.45。摩擦系数架梁前在工地进行复验，符合设计要求后方可架梁。工地钢桁梁接头的栓接面喷涂铝合金。
一、 高强度螺栓的抽查与管理
   高强度螺栓，螺母及垫圈所用材质、规格尺寸、技术条件必须符合GB1228~1231~84中的有关规定，工厂应附有螺栓出厂合格证。螺栓进场后应进行质量抽查，无出厂合格证和抽查不合格者不得使用。
螺栓入库时，应清点检查，分规格存放，建立库存明细表及发放数量表，加强螺栓管理。每个螺栓、螺母、垫圈均需进行外观检查，有弊病及锈蚀严重者不得使用；有轻微锈蚀者，要用钢丝刷除锈，有污垢者可用干净棉纱擦净，但不得用汽油、柴油等有机溶剂擦洗。
   螺栓清理后应配套，每套为一个螺杆、一个螺母、两个垫圈。垫圈安放时应注意其方向，带45度斜坡的一面应贴螺栓头或螺母支承面。领取螺栓必须严格按设计图实际需要的规格，数量领取，安装时不得以长代短。
二、 施拧前的一般要求
   喷铝钣面有脱壳现象或在运输过程中被擦伤的，均应在组拼前进行喷铝处理。组拼时先用湿棉纱将表面抹净在钣面洁净及钣边、孔眼的飞剌处理好后方准拼装。初拧钣层间缝隙，0.3mm插片插入钣层间深度不得大于20mm。
    使用螺栓应当天开箱当天使用，不得使用锈蚀，丝扣损伤或粘有灰砂的螺栓。施工时，如遇风砂飞扬，应采取必要措施，保护螺栓，以免螺栓带上砂粒，影响螺栓施拧质量。穿放螺杆前应将钉孔内污锈清除。
    在预拼场拼装时，冲钉为25%，临时夹紧螺栓为75%，当节点钣定位后（即75%螺栓拧紧后）应将25%冲钉更换为螺栓。靠中心线四排留空孔，并在第一排上两个临时夹紧螺栓，拼装前拆除，四排空孔待拼装后再上螺栓。
悬臂拼装部分冲钉及螺栓各50%。
    螺栓方向的规定，全桥所有立面的高强度螺栓，螺母一律安装在节点钣外侧。
三、 施拧工艺
    本桥高强度螺栓采用扭矩一一轴力法施工。分初拧、终拧两个阶段。
初拧用带响定扭扳手施拧。经试验，初拧扭矩系数K=0.113，初拧扭矩M初=294NM。
   终拧用经过标定的电动扳手施拧，轴力法是以螺栓终拧轴力达到标准轴力N0（施工轴力）为目标的。其原理是运用数理统计中的t检验。具体做法是：从当天要使用的螺栓中随机抽取5套螺栓，套在轴力计或压力环上，用电扳终拧，测得5套螺栓的轴力N1、N2，计算5套螺栓的平均轴力N、标准差σN用统计量t=（N-N0）/σN（  =5）来作检验。取显著水平a=5%×t0.05可从数理统计表查得。当 t ＜t0.05，则认为该电扳所施拧的螺栓轴力平均值N在显著水平为5%时，等于标准轴力N。

扭矩系数K宏观上直接反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间的系数，它不仅取决于摩擦面的摩擦系数，还取决于螺纹连接副的几何状况。对特定的理想的螺纹连接副而言，当摩擦系数确定后，扭矩系数也就确定了，但实际的螺纹连接不可避免地存在制造误差，有时甚至存在螺纹有碰伤、锈蚀等缺陷，此时，即使一批螺栓连接副的摩天楼擦系数保持恒定，其扭矩系数也将不可避免地存在一定的散差。而并非与摩擦相对应的某一常数。在极端情况下，当发生干涉时，尽管拧紧扭矩足够大，螺栓轴力可能很小。通常情况下，根据螺纹连接方式、表面摩擦条件以及螺纹制造质量的不同，K值在0.100----0.450范围内变化

终拧扭矩计算

用扭矩法拧紧高强度螺栓连接副时，初拧、复拧和终拧应在同一工作日内完成。初拧扭矩应由试验确定，一般为终拧扭矩的50％。终拧扭矩应按下式计算：
                              TC=K·PC·D

式中：TC——终拧扭矩（N·M）；
      K——高强度螺栓连接副的扭矩系数平均值.；（0.1----0.45范围内）
      PC——高强度螺栓的施工预拉力、KN.（M22螺栓一般设计轴力196KN）
      D一一高强度螺栓公称直径（一）。（M22螺栓公称直径0.02m）

1995年耒河大桥施工时，终拧计算式：

M=1.1×K×d×p 其中1.1是综合系数。K是扭矩系数。d是螺栓计算直径。P设计预拉力。