5高强螺栓安装要求及法兰贴合面的工艺要求解析

第五章高强度螺栓的安装技术要求及法兰贴合面的工艺要求一、概论

高强度螺栓摩擦联接广泛应用于机械、桥梁、建筑、高速立交钢梁等钢结构。在起重运输机械中也大量使用高强度螺栓摩擦联接，如门式起重机的转盘和转柱联接、装卸桥海陆侧门框的联接、集装箱轮胎式起重机的支腿和鞍梁的联接、装船机旋转架之间的联接等。

本章就高强度螺栓摩擦联接的技术条件、安装要求、除锈及运输等诸方面制订出一些“标准”，供公司工艺和施工使用。

二块以上的板件用螺栓、螺母联结，当外力W沿垂直螺栓轴线方向作用，而板间结合强度受接触面的摩擦力支配时，称为“摩擦联接”。

当能预期到螺栓孔与螺栓光杆部分精密配合的机械零件时，即可采用剪切联接设计（铰制联接）。如钢结构所用构件的联接开孔很多，而铰孔精密加工很困难时，则一般不用铰制联接，而用本章介绍的高强度螺栓摩擦联接。

高强度螺栓的联接强度是由摩擦面的摩擦力提供的，所以为了产生必须的摩擦力，需要细心注意摩擦面的状态和螺栓、螺母的紧固。

而且在联接中为了得到足够的强度，需要采用淬火回火处理的中碳钢或合金钢制造的螺栓和具有与螺栓相应强度的螺母，并为了使旋紧扭矩稳定须用硬化的表面光滑的垫圈。

二、高强螺栓的材料及机械性能

(a) 高强度螺栓，螺母，垫圈的机械性能

（b）高强度螺栓的抗拉载荷

三、联接副扭矩系数值及设计资料

（a）联结副扭矩系数值K：

联接副的扭矩系数值公式如下：

K＝M/(D*Fo)

式中，K ：扭矩系数（查螺栓测试报告）

M ：施行拧扭矩（kg.m）

D ：螺栓外经公称直径尺寸(m)

Fo：螺栓预拉力（Kg）

（b）设计资料

①螺栓有效截面积As

②屈服极限σs

如用中国国标GB1229～1230时，σs如下：

8.8级螺栓σs σs＝6400～6600Kg/cm²

10.9级螺栓σs σs＝9400～9900Kg/cm²

③预紧螺栓时所施加预紧力控制在（0.6~0.7σs）范围，设Fo 为预紧力：Fo＝（0.6~0.7）×σs×As;预紧力矩：Mo＝K×Fo×d （Kgm）;公式中Fo－预紧力（kg）、d－直径（m）、K－扭矩系数，一般K＝0.12~0.17，平均取K＝0.145;螺栓出厂时均有报告说明。

④ 摩擦面数n ，通常是一个和二个，提倡使用二个摩擦面，二个摩擦面传力平顺。

1个摩擦面 n=1

2个摩擦面 n=2

⑤ 各种规格高强度螺栓，单个螺栓，一个摩擦面，其表面喷砂＋一度环氧富锌底漆，连接的摩擦力列表如下：

N

N

N

N

⑥各规格螺栓预紧力Fo和预紧力矩Mo如下：

说明：

a．上述的扭矩值，如果明确了螺栓的扭矩系数K值，应将实际K 值代入公式计算或将表内的Mo×K/0.145

b．起摩擦传递作用的连接件（工作时螺栓不受剪切力）的场合，应将表内扭矩值用足。

c．若传力方向与螺栓拉力方向一致情况（工作时螺栓除预紧力外，还受附加力时）预紧要求不是很高情况下可将上述预紧力矩值×0.8使用，但这些场合一般没有用高强度螺栓，（如电机地脚螺栓、减速器地脚螺栓、支座螺栓）一些受拉压力的法兰螺栓，如图所示：

N N

如果（这种情况）受纯拉力N ，N 很大时，则施加预紧力时，要非常慎重，要找有关资料进行详细的计算（根据联接件的刚性系数和预紧系数计算。见机械工业出版社出版的<<机械设计手册>>第三卷：表21－48～21－51页；表21－2－7；表21.2-10;表21.2-11;表21.2-12;表21.2-13计算）

d ．如果选用进口高强度螺栓，则预紧力和预紧力矩应按相应进口螺栓规范值办理，上述表内数值供参考。 ⑦ 计算举例：

如A3结构件，被联接板δ＝20，宽度b=1000mm,表面喷砂＋一度环氧富锌漆,双摩擦面联接，使用10.9级M24高强度螺栓联接，求一端所需的螺栓数m 。

解：由上述表查得一个M24的10.9级螺栓，单个摩擦面时传递的摩擦力Fi ，Fi ＝8400

则：根据等强度联接要求得：

Fi*n*m=σs*δ*b=2300×2×100＝460000＝8400×2m ＝16800m （A3钢屈服强度σs ＝2300kg/cm²） 所以m=460000/16800=27.38 完整取28个螺栓。 如果结构上只能设二排，则每排为14个螺栓。设计时，应根据构件重要程度、危险性，所需螺栓数可增加10～20％。 四、高强螺栓的安装要求

1、本“标准”适用于港口机械钢结构中高强度大六角头螺栓的施工

N N

与验收。

2、引用标准：

∙AISC（Ninth Edition）

Allowable Stress Design

Specification for Structural Joints Using ASTM A325 or A490 Bolts

美国钢结构协会（第九版）

用ASTM A325或A490螺栓的结构接头许用应力设计规范

∙GB/T1228－91 钢结构用高强度大六角头螺栓

∙GB/T1229－91 钢结构用高强度大六角螺母

∙GB/T1230－91 钢结构用高强度垫圈

∙GB/T1231－91 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件

∙JGJ 82－91 钢结构用高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程

3、螺栓的储运保管及使用要求：

3.1高强度大六角头螺栓连接副由一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成，使用组合应按表1和表2的规定。高强度螺栓连接副应在同批内配套使用。

3.2高强度螺栓连接副，应由制造厂按批配套供货，并必须有出厂质量保证书。对于M≥24的螺栓副，表面可经达克罗处理。

3.3 高强度螺栓连接副在运输、保管过程中，应轻装、轻卸，防止