学习我国钢桥高强度螺栓连接的发展历程及展望

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1、第57卷第9期铁道建筑Vol．57No．92017年9月RailwayEngineeringSeptember2017文章编号:1003-1995(2017)09-0001-04我国钢桥高强度螺栓连接的发展历程及展望1，21，21，2陶晓燕，沈家华，史志强(1．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081;2．高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081)摘要高强度螺栓连接作为钢桥连接的重要方式，在工程领域得到了广泛的应用。我国从1957年开始研究高强度螺栓连接技术，在几代科技工作者的不断努力探索下，走出了一条自主

2、创新研究的道路。本文介绍了我国钢桥高强度螺栓用钢、摩擦面处理技术、安装施工技术、相关技术标准的发展历程，分析了目前在高强度螺栓连接中存在的一些问题，并指出准确控制轴力的施工方法、不受环境影响的表面处理工艺、具备防锈功能的高强螺栓材质、改善栓群受力的大直径规格将是我国高强度螺栓连接未来的发展方向。关键词钢桥;高强度螺栓连接;延迟断裂;扭矩法施工;摩擦面处理技术中图分类号TU391文献标识码ADOI:10．3969/j．issn．1003-1995．2017．09．01高强度螺栓连接作为钢桥连接的重要方式，因其南京长江大桥，其纵

3、横梁连接均采用40B钢制作的螺效率高、性能好、安全可靠的优点，在工程领域得到了栓;同年建成的首都体育馆钢结构中采用了45号钢制广泛的应用。我国从1957年开始研究高强度螺栓连作的高强度螺栓。接技术，与工业发达国家相比，起步稍晚，但是在几代20世纪70年代末，铁科院联合武汉桥梁科学技科技工作者的不断努力探索下走出了一条自主创新的术研究院、清华大学、大冶钢厂、上海市标准件制造公研究道路。目前，钢结构大六角高强度螺栓已经形成司和上海先锋螺丝厂成功研制了20MnTiB钢冷镦高了从M12～M30的完整体系。施工方法也早已完成了强度螺栓

4、。20MnTiB钢利用Ti和B元素的优势，使得从扭角法到扭矩法的飞跃，与日本、美国、英国等发达材料可用于冷镦加工。20MnTiB钢的研制开启了高强国家实力相当，达到了世界先进水平。度螺栓冷镦工艺的时代，冷墩工艺制作的高强度螺栓具有节约原材料、外形尺寸准确、加工精度高等优点。1高强度螺栓用钢的发展此外，它提高了功效，减轻了工人劳动强度，改善了劳中国铁道科学研究院于1958年成功研制了45号动条件。试生产的螺栓分成3批被使用，分别是冶建钢高强度螺栓，1961年建成了第1座跨度为41.62m研究总院某厂房使用的2000套大六角高强

5、度螺栓，上的栓焊桁架桥———雒容桥，采用45号钢生产的8.8级海铁路局茨淮新河铁路桥使用的3000套大六角高强高强度螺栓替代铆钉，为我国钢结构采用高强度螺栓度螺栓，以及宝钢一、二期工程使用的380万套扭剪型连接奠定了基础。1962年成功研制了40B钢高强度高强度螺栓。研究成果“20MnTiB钢冷锻高强度螺螺栓，1964年建成了跨度为61.44m的浪江桥，该桥栓”获国家科技进步二等奖。目前，20MnTiB钢仍是我［3］依据摩擦型螺栓的受力原理设计，采用了40B钢的国M12～M24直径高强度螺栓所采用的主要钢种。10.9级高强度

6、螺栓并由宝鸡桥梁厂施工安装，是我国20MnTiB钢的研发成功，使得高强度螺栓的生产［1-2］第1次真正意义上采用高强度螺栓的桥梁。由冷镦工艺替代了过去的热镦工艺。但是由于该钢的20世纪60年代建设的成昆铁路广泛采用了高强淬透性差、机械性能不稳定，在工业化大生产下，当时度螺栓连接技术，共建造了43座栓焊钢梁，使用了的工艺只能满足生产M24以下的高强度螺栓，对于更40B钢制作的高强度螺栓200多万套。1968年建成的大直径的高强度螺栓如M27，M30，则难以达到要求。随着国民经济的快速发展，大跨度、重型钢结构越来越多，M24高强

7、度螺栓已经不能满足设计的需要。因收稿日期:2017-04-26;修回日期:2017-06-30此，研制生产大直径的高强度螺栓成为迫切需要解决基金项目:中国铁道科学研究院基金(2015YJ035)作者简介:陶晓燕(1977—)，女，副研究员，博士。的课题。为了适应钢结构发展的需要，当时的铁道部E-mail:taoxy@rails．cn和冶金工业部下达了“M27，M30高强度螺栓用钢的研2铁道建筑第57卷究”任务，铁科院联合大冶钢厂、上海市标准件制造公施拧高强度螺栓连接副的要求。司、上海先锋螺丝厂、武汉桥梁科学技术研究院、清华1

8、980年4月，铁科院联合武汉桥梁科学研究院成大学一起成功研制了35VB钢。在九江长江大桥上首功研制了高强度螺栓的磷皂化表面处理工艺，高强度次使用了由35VB钢制造的M27螺栓。2000年初，在螺栓经过磷皂化处理后可稳定扭矩系数，使其平均值芜湖长江大桥上则使用了由35VB钢制造的M30螺栓。