日本钢桥高强度螺栓病害处治与新型螺栓研究

高强度螺栓连接是日本钢结构桥梁常用的连接形式,对日本钢桥用高强度螺栓病害处治措施及新型螺栓研发应用进行介绍。结合日本2座钢结构桥梁工程实例,对高强度螺栓断裂、掉落和索夹螺栓轴力减小等病害原因进行分析,为确保桥梁安全运营,对全部螺栓进行了补拧与更换。针对螺栓生锈、腐蚀,开发了新型防腐涂层材料SZ工法,该工法选择锌作为高强度螺栓表面的牺牲防腐保护膜,试验及应用结果表明防腐效果较好。延迟断裂是高强度螺栓常见病害,研发了耐延迟断裂优质钢及螺栓,改善耐氢脆化特性,并在此基础上研发了超高强度高可靠性(FS)螺栓,室外暴露试验证明,FS螺栓具有优越的耐延迟破坏性能。针对钢桥面板连接接头处凹凸不平现象,开发了高强度沉头螺栓,并在实际工程中应用。     

紧固件防松扭矩计算分析

根据现有的螺栓连接方式,对螺栓的旋转松动力矩和螺栓预紧力矩进行了假设性计算,对稳定杆吊管螺栓产生旋转松动的原因进行了分析,分析结果表明左右车轮跳动量差值较大时,由于产生的旋转松动力矩大于螺栓预紧力矩造成螺栓松动。文章针对螺栓松动提出了改进方案,对提高稳定杆螺栓连接的稳定性有重要意义。     

汽车悬置螺栓断裂失效分析

为查找某汽车安装螺栓的断裂原因,对螺栓进行了断口宏观、SEM电镜、化学成分、金相组织分析,并对同批次完整螺栓进行了力学性能测试。在各项理化试验的基础上,结合微观断口的形貌和断裂机理对螺栓的断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓螺纹表面存在微裂纹是螺栓断裂的主要原因。     

电动扳手数据采集与管理

现代轿车的装配方式采用了大量的螺栓连接,其中不乏有许多安全螺栓,如发动机与变速箱连接螺栓、传动轴连接螺栓、前后避震连接螺栓、副车架连接螺栓、后桥与车体连接螺栓、轮胎连接螺栓等,在整车装配线对于螺栓扭矩值大,安全性要求高,其装配时的螺栓拧紧结果必须受到控制和长期存储本课题阐述了电动扳手数据采集与管理的形式和过程.并针对目前系统存在的问题提出进一步的改进建议.     

12．9级缸盖螺栓的延迟断裂分析

两件12．9级气缸盖螺栓发生延迟性断裂，根据螺栓的失效形式，结合螺栓的生产及装配工艺，分析了导致螺栓发生延迟断裂的影响因素，探讨了材料方框偏析对高强度螺栓可能产生的影响，提出了防止高强度螺栓发生延迟断裂的措施。     

可恢复组合梁中高强螺栓连接件抗剪性能试验

为探究高强螺栓连接组合梁的功能可恢复性，通过更换失效螺栓对栓接组合推出试件进行了多次损伤-修复，并对滑移前钢-混凝土界面摩擦性能和滑移后螺栓杆抗剪性能展开了详细研究。以滑移失效和承载力破坏失效为临界点，共对24个推出试件开展了力学性能恢复测试，考虑了重装配次数、螺栓预拉力、螺栓强度、螺栓直径和螺栓孔间隙等因素的影响。最后，通过拟合得到了与螺栓预拉力相关的钢-混凝土界面摩擦因数计算公式和螺栓抗剪承载力计算公式，并提出了单个螺栓的荷载-滑移曲线实用公式，可为考虑滑移的组合梁设计提供基础。试验及分析结果表明：若混凝土板没有开裂，则更换螺栓再装配后，磨损的钢-混凝土界面摩擦性能有一定提高，螺栓抗剪承载力不会降低，可以达到原设计要求，证明螺栓连接的组合结构具有较好的可恢复性能；钢-混凝土界面摩擦因数不是定值，界面处理相同情况下，摩擦因数随螺栓预拉力的增加而非线性增大，其极值为0.53～0.56;增大螺栓直径和强度等级可以显著提高抗剪承载力和承压抗剪刚度，但混凝土板破损严重，不利于重复利用；螺栓直径小于20 mm时，螺栓与混凝土强度适配良好，可以充分发挥钢材强度；随螺栓预拉力的增加，混凝土局部压损...     

扭振减震器螺栓力矩超差分析

在汽油发动机上开展了扭振减振器螺栓力矩超差分析研究。对扭振减振器螺栓力矩进行校核,并分析了扭振减振器螺栓摩擦系数及扭振减振器本体材料属性的影响,对扭振减振器螺栓轴力进行了标定,研究结果表明:螺栓摩擦系数及扭振减振器本身都在合格范围内,扭振减振器螺栓拧紧工艺参数的误差是导致扭振减振器螺栓力矩超差的主要原因。确定合理的扭振减振器螺栓拧紧工艺可以有效避免螺栓力矩超差现象的发生。     

发动机连杆螺栓断裂失效分析

为分析发动机连杆螺栓断裂的原因,对螺栓进行了SEM断口分析、金相组织和硬度分析。结合螺栓的微观断口形貌、断裂机理、材料检测结果,对螺栓断裂的原因进行了分析。     

钢结构工程高强度螺栓微小松动视觉检测方法研究

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对钢结构螺栓连接节点,提出了基于深度学习的螺栓松动视觉检测方法。首先,基于YOLOv5检测螺栓目标。针对螺栓感兴趣区域(RoI),基于鲁棒性较高的Attention U-Net提取螺栓轮廓边缘直线。为了提高螺栓目标检测精度,目标检测模型应设定较低置信度阈值以保证目标无漏检,再通过螺栓RoI提取的边缘直线数量筛除伪螺栓。使用透视变换法对节点图像进行矫正,变换所需的参考点是根据螺栓检测框之间空间移动后的相交关系自动定位的。最后,根据矫正图像中的螺栓轮廓边缘直线计算螺栓角度,通过检测螺栓和基准螺栓之间的角度差异判断松动情况。研究结果表明：螺栓目标检测的AP值为0.97;螺栓轮廓边缘检测的准确率、召回率和F1的均值分别为0.846、0.807与0.825,且在多种复杂背景干扰下具有较高的鲁棒性;伪螺栓筛除法可过滤掉99.82%的伪螺栓目标;提出的图像矫正法适用于常见的多种螺栓排列形...     

巧取断头螺栓

在日常的拆装作业过程中，经常会遇到把螺栓拧断的情况，一方面可能是维修人员不按规范操作，用力过大；另一方面可能是螺栓有问题，如螺栓的材质不符合要求或受到了腐蚀。螺栓拧断了就得换新的，但换新的螺栓前要把已断的螺栓取出来，那么用什么方法可将它取出来呢？下面根据笔者的经验介绍取出断螺栓的方法，供参考。     

节理岩体边坡稳定性的锚杆支护影响分析

采用数值计算方法,建立了节理边坡的计算模型,探讨了结构面厚度对于节理边坡稳定性的影响,以及锚杆长度、倾角、间距与边坡安全系数的关系,得到:(1)随着结构面厚度的增大,安全系数先减小后增大。(2)锚杆长度的增加会引起边坡安全系数的增大;当锚杆长度增加到一定程度后,继续增加将无法提高安全系数。(3)随着锚杆长度的增加,边坡的破坏区域逐渐增大;继续增加锚杆长度,使锚杆整体长度超过结构面,边坡整体从沿结构面滑动转化为沿内部岩体发生滑动。(4)边坡安全系数随锚杆倾角的增大呈现先增大后减小的趋势;锚杆长度越长边坡整体安全系数对于锚杆倾角的灵敏度越大。(5)锚杆间距越大,边坡安全系数越小,二者呈现显著的非线性特征。     

漫谈矿山法隧道技术第三讲——锚杆

分析我国隧道锚杆支护技术中存在的主要问题,包括： 1）没有实现商品化; 2）多采用注浆式锚杆,没有针对不同的围岩条件采用不同的锚杆; 3）不设垫板的锚杆比比皆是; 4）锚杆功能单一; 5）锚杆施工管理不到位。针对这些问题： 1）重申了锚杆的功能; 2）认为要实现锚杆的商品化,首先要求锚杆规格标准化,生产工厂化,介绍了英国的《锚杆技术标准》,指出我国也应着手编写《锚杆行业标准》,以利于锚杆商品化的实现,或者以一条新铁路线或以企业为试点设置锚杆制备厂; 3）着重介绍了提高锚杆支护功能的措施--提高附着刚性和剪切刚性、提高锚固材料的充填饱满度、强化锚杆施工管理; 4）介绍了几种新型锚杆的构造、规格、功能、优点、适用条件等,包括摩擦式锚杆（ZAM膨胀型锚杆、高承载力摩擦式锚杆、具有排水效果和注浆功能的锚杆）和纤维锚杆; 5）介绍了发光型简易锚杆轴力计,并将其与通常的轴力量测进行对比,结果大致吻合。最后指出,锚杆的首要问题是加快工厂化（商业化）进程,编制了行业标准; 提高锚杆支护效果要在锚固材料和围岩2方面下功夫; 针对性地加强对摩擦式锚杆的研究及锚杆充填率评价方法的研究也应提到日程上来。     

考虑节理粗糙度的锚固节理岩体剪切试验

为研究粗糙度对锚固节理岩体剪切特性及锚杆抗剪作用的影响，提出了基于Synfrac软件与3D雕刻技术的岩石节理面三维重构方法，开展了不同节理粗糙度系数（JRC值）和不同法向应力下的锚固节理岩体剪切试验，研究了节理面剪胀效应对锚杆轴力、变形与破坏模式的影响，并在静力分析的基础上提出了考虑节理剪胀的锚杆抗力公式。试验结果表明：随着JRC值的增加，节理的剪胀效应使锚杆的轴向变形增大，从而使锚杆发挥出更大的轴力，提高了锚杆对节理面的剪切强度贡献（锚杆抗力）；锚杆轴力增大的同时使锚杆从拉剪破坏模式转变为拉弯破坏模式。根据试验结果，在静力分析的基础上，引入了巴顿公式中的剪胀角，提出了考虑JRC值和法向应力的锚杆抗力公式，公式预测结果与试验结果吻合良好，平均相对误差为7.6%。     

混杂纤维混凝土螺栓剪力键试验

为研究混杂纤维混凝土螺栓剪力键的极限承载力、滑移特性及破坏模式,设计3组10个推出试件进行试验研究,分析纤维、螺栓直径、螺栓孔径比等对混杂纤维混凝土螺栓剪力键的承载力、螺栓拉力、破坏模式及荷载-滑移特性的影响。试验结果表明：增大螺栓直径,可以明显提高螺栓剪力键的承载力,其中Φ22直径螺栓较Φ16,Φ19的螺栓的承载力分别提高了1.83倍、1.39倍;孔径比越小,螺栓剪力键的承载力和初始刚度越大,极限滑移量明显增加;随着混凝土强度降低,螺栓剪力键极限承载力和初始刚度明显降低,滑移量则有所增加;掺入纤维后可以提高螺栓剪力键的承载力和初始刚度,对极限滑移量改善不明显;钢混界面黏结力提高后,剪力键的初始刚度有所增加,承载力和滑移量则明显减少。最后,在试验结果的基础上,通过拟合方法提出了钢-混杂纤维混凝土螺栓剪力键承载力计算公式和荷载-滑移曲线公式,为其设计提供参考。     

发动机缸盖螺栓拧紧工艺研究

从理论及实际测量两方面对缸盖螺栓工作时承受的附加载荷、热载荷等进行了分析,明确了缸盖螺栓预紧力确定原则。通过试验分析,阐述了如何合理地制定缸盖螺栓的拧紧工艺。     

BFRP锚杆与钢筋锚杆现场拉拔试验对比分析

通过BFRP锚杆的现场拉拔试验,测试BFRP锚杆的抗拔极限承载力,并与钢筋锚杆对比,研究BFRP锚杆的锚固性能。根据试验数据分析BFRP锚杆的平均单根极限抗拔力和极限抗拉强度。结果表明:6根φ14BFRP锚杆极限抗拔力与3根φ28 HRB400钢筋锚杆极限抗拔力相当。多束BFRP筋组成锚杆时,平均单筋极限抗拔力约为BFRP筋极限抗拔力的80%。     

昔格达地层隧道系统锚杆作用效果及作用机理研究

为探明昔格达地层隧道中系统锚杆的作用效果及作用机理,以冉家湾铁路隧道工程为依托,以有、无系统锚杆分别在深埋与浅埋隧道两种工况下建立相应有限元模型,从锚杆轴力、围岩塑性区范围以及围岩变形位移三个方面分析锚杆作用效果并深入探究系统锚杆的作用机理。结果表明:系统锚杆在拱部作用小,在边墙作用相对较好,表现在位移约束与应力补强效果较突出;系统锚杆在昔格达地层中的作用以围岩补强和成拱作用为主。     

新型BFRP锚杆在边坡支护工程中的施工工艺研究

新型BFRP筋材具有高强度、耐腐蚀、与注浆体粘结性能良好等优点，适合作为工程锚杆。从BFRP锚杆制作、锚具设计、锚杆施工步骤等角度，对新型BFRP筋材锚杆的施工工艺进行研究。设计制作了适合于预加力锚杆和非预加力锚杆的BFRP锚杆专用锚具，并获得简易对中器制作方法及锚具粘结工艺。通过实际工程应用表明，所提出的新型BFRP筋材锚杆施工方法合理可行。     

锚杆对某公路边坡稳定性的影响分析

结合某公路均质土边坡支护实例，运用大型有限元软件MIDAS/GTS建立边坡的平面应变二维模型，基于有限元强度折减法，研究锚杆的锚固长度、锚杆间距、倾角等因素对边坡整体稳定性的影响。结果表明:锚杆穿过边坡滑动面后，继续增加锚杆长度对提高边坡安全系数效果不大，在锚杆倾角和锚杆间距不变的情况下，随锚杆长度增加，边坡安全系数变化较小；在保证边坡稳定性的前提下，锚杆倾角可在25°~35°范围取值；在保持锚杆倾角和锚杆长度不变的情况下，随着锚杆间距的增加，边坡安全系数出现先增大后减小的趋势。     

让压锚杆让压管长度的解析设计方法

为确保让压锚杆在高地应力软岩大变形隧道中起到良好的让压性能,保证围岩释放变形能的同时能有效保持围岩的稳定性,基于锚杆中性点理论,在分析围岩与锚杆的相互作用时考虑让压管的让压效应,假定由让压变形量引起的相对拉伸变形量沿隧道半径符合双曲线的变化规律, 通过建立锚杆中性点两侧轴向拉力的平衡方程,推导全长锚固让压锚杆的内力计算公式。结合昆宜高速万溪冲隧道工程,得到让压锚杆的轴力分布情况及其随让压管长度的变化规律： 锚杆最大轴力随让压管长度的增加而减小,而轴力的分布形式变化不大。在此基础上得出让压管合理长度范围的设计准则： 由锚杆抗拉极限轴力确定让压管长度的下限值,以保证让压锚杆不因拉断而破坏; 根据隧道洞壁处锚杆受到的黏结摩阻力确定让压管长度的上限值,以确保锚杆中性点理论假设始终成立。