主要內(nèi)容同濟大學(xué)高聳結(jié)構(gòu)研究室的長期研究工作2.常用螺栓分類、防松措施3.目前螺栓防松效果4.承受拉壓交變荷載的螺栓現(xiàn)有防松措施存在的不足5.承受拉壓交變荷載的螺栓新型防松措施主要內(nèi)容螺栓防松措施及分析同濟大學(xué)高聳結(jié)構(gòu)研究室的長期研究工作（1）超高鋼結(jié)構(gòu)電視塔設(shè)計黑龍江電視塔鄭州電視塔臨沂電視塔螺栓防松措施及分析（2）高聳結(jié)構(gòu)試驗研究黑龍江塔振動控制實測螺栓防松措施及分析鄭州塔“X”形節(jié)點試驗螺栓防松措施及分析鄭州塔風(fēng)洞試驗（測力試驗）螺栓防松措施及分析（3）編制國家標(biāo)準(zhǔn)螺栓防松措施及分析2.常用螺栓分類及防松措施螺栓防松措施及分析一般普通螺栓防松措施：螺栓施工中需擰緊，電力系統(tǒng)和塔桅鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)程中已對“擰緊”給出了相對準(zhǔn)確的扭矩值要求高聳結(jié)構(gòu)中承受振動的高強度普通螺栓

防松措施：螺栓不施加預(yù)拉力，但需擰緊，并且采用雙螺母防松螺栓防松措施及分析高強螺栓

防松措施：先對其施加預(yù)拉力，然后在被連接件之間的接觸面上產(chǎn)生摩擦阻力來承受剪力或減少其預(yù)壓力來受拉力風(fēng)力發(fā)電塔筒內(nèi)承受拉壓交變的高強螺栓

防松措施：對螺栓施加預(yù)拉力螺栓防松措施及分析3.目前螺栓防松效果一般普通螺栓：緊固力矩達(dá)到規(guī)范規(guī)定值時螺栓一般就不會松動高聳結(jié)構(gòu)中帶有振動的高強度普通螺栓：栓防松效果良好。例如2000年落成的336m高的黑龍江電視塔塔柱未發(fā)現(xiàn)螺栓松動現(xiàn)象高強螺栓：鋼結(jié)構(gòu)中梁柱連接節(jié)點及橋梁結(jié)構(gòu)中的高強螺栓防松效果也非常好風(fēng)力發(fā)電塔筒內(nèi)承受拉壓交變的高強螺栓：防松效果不理想。在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)機運行過程中需定期維護，這耗費大量的人力物力螺栓防松措施及分析4.承受拉壓交變荷載的螺栓現(xiàn)有防松措施存在的不足傳統(tǒng)的法蘭形式為厚型鍛造法蘭優(yōu)點：焊縫少，螺栓長，抗疲勞性能好，法蘭剛度大。缺點：造價太高，制造耗能大，端面要銑平，材料用量大，螺孔偏差不易處理。大量靠進口，仍有螺栓松動問題，要長期維護。螺栓防松措施及分析防腐蝕方法：涂達(dá)克羅——扭矩系數(shù)不合格——涂二硫化鉬——螺紋摩擦系數(shù)減半——螺栓自鎖能力降低施工方法：要加預(yù)拉力——采用扭矩法施工——螺桿產(chǎn)生反彈扭矩風(fēng)荷載作用：風(fēng)吹產(chǎn)生彎矩——背風(fēng)面法蘭受壓——螺栓預(yù)拉力減小——螺紋表面上壓力減?。Σ料禂?shù)減半）——阻止螺栓松動的摩擦力矩小于螺桿內(nèi)的反彈扭矩導(dǎo)致螺栓松動

螺栓松動后，在風(fēng)荷載作用下，螺栓的疲勞應(yīng)力幅顯著提高。這是因為:傳統(tǒng)法蘭引起螺栓松動的原因：（1）高強螺栓受拉計算公式：外力鋼板擠壓面積螺桿截面積螺栓防松措施及分析（2）由此可見，當(dāng)面積Ac很小時，螺桿的拉力Pf就會增大。傳統(tǒng)的厚型法蘭板表面并非全接觸，在最初安裝時保證邊緣接觸（圖2a）。當(dāng)塔筒受彎時，受拉側(cè)的法蘭板邊緣脫開后（圖2b）螺栓的拉力由變成，受力按柔性法蘭。受力同普通螺栓。因此疲勞應(yīng)力幅增大。圖2a圖2b螺栓防松措施及分析因螺栓斷裂而造成塔筒破壞的工程實例：厚型法蘭塔筒螺栓斷裂后整體倒塌圖片斷裂在塔筒平臺上的螺栓螺栓斷裂圖5.1研發(fā)背景原有的”L”型鍛造法蘭攻關(guān)目標(biāo)：減少法蘭生產(chǎn)的社會必要勞動時間和能耗。從根本上解決螺栓松動問題，達(dá)到免維護的效果。5承受拉壓交變荷載的螺栓新型防松措施螺栓防松措施及分析5.2極限承載能力試驗1.52倍設(shè)計荷載時，鋼管局部屈曲先于法蘭節(jié)點破壞螺栓防松措施及分析5.3疲勞試驗施加彎扭疲勞荷載1000萬次，試件未發(fā)生疲勞破壞，反向平衡法蘭抗疲勞荷載作用性能得到驗證螺栓防松措施及分析5.4有限元分析極限強度分析螺栓防松措施及分析WC-T-1WC-F-1WA-JWA-TWC-T-2WC-F-2WB-JWB-F外推區(qū)域外推熱點應(yīng)力幅

h(MPa)疲勞設(shè)計強度

D(MPa)WC-T-135.4552.6WC-F-12.31WC-T-24.72WC-F-20.84WA-J3.60WA-T1.82WB-J2.49WB-F1.58疲勞強度分析5.5熱點應(yīng)力法抗疲勞分析螺栓防松措施及分析5.6鑒衡認(rèn)證螺栓防松措施及分析5.7國家重點新產(chǎn)品螺栓防松措施及分析5.8配套施工工具研發(fā)——高強螺栓雙缸液壓張拉器螺栓防松措施及分析5.92007年試制，2008年初調(diào)兵山風(fēng)場兩臺風(fēng)機共計4個法蘭試裝。5.10實測研究（b）法蘭各部位應(yīng)力實測——與設(shè)計相符（a）螺栓施工階段預(yù)應(yīng)力損失實測——15％螺栓防松措施及分析（c）螺栓疲勞應(yīng)力幅對比實測——僅為“L”型法蘭螺栓疲勞應(yīng)力幅的1/3~1/5螺栓防松措施及分析（d）結(jié)構(gòu)整體動力性能對比實測——第一自振周期三位有效數(shù)字相同（e）螺栓一年后預(yù)應(yīng)力損失實測——10％以內(nèi)5.11螺栓不發(fā)生松動的原因：螺桿比老法蘭長50％以上，可以儲存更多彈性應(yīng)變能防松；不加扭矩，螺桿內(nèi)不存在松動的內(nèi)因——反彈扭矩；不加扭矩，也不測扭矩系數(shù)，不用涂油，螺紋摩擦系數(shù)加倍。結(jié)論：沒有螺栓松動的內(nèi)因5.12反向平衡法蘭的核心價值