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本文對(duì)高強(qiáng)螺栓的兩種類(lèi)型進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，幫助大家理解其差別。其核心要義是要理解：“扭矩系數(shù)”和“緊固軸力”兩個(gè)概念。 01.高強(qiáng)螺栓大六角型和扭剪型 高強(qiáng)螺栓從外形上就容易被區(qū)分為大六角（Hex head ），英文簡(jiǎn)稱(chēng)為HSFG（High strength friction grid bolts）。顧名思義，大六角頭螺栓的螺帽是正六角形的，可以推斷出這是便于使用扳手固定的需要（后面我們?cè)敿?xì)介紹），這是最初使用的高強(qiáng)螺栓的類(lèi)型。 扭剪型（troque shear style /Twist off bolts/），英文一般簡(jiǎn)稱(chēng)TCB（Tension control bolts）以示區(qū)別。其端部端部有梅花卡頭（spline-end），并且螺栓的螺帽一般是圓形（不需要使用扳手固定）；是日本人在HSFG的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)研制的改進(jìn)型產(chǎn)品。 
1、外觀對(duì)比分析
大六角型：
六角頭螺栓使用定扭矩扳手施工，由于其施擰時(shí)并不握裹螺桿，在旋轉(zhuǎn)螺母的同時(shí)可能會(huì)帶動(dòng)螺桿進(jìn)行“同轉(zhuǎn)”，無(wú)謂消耗扭矩值，造成無(wú)法擰緊。故將螺桿頭設(shè)計(jì)成大六角，在發(fā)生同轉(zhuǎn)的情況時(shí)，可以用普通扳手予以臨時(shí)固定，避免同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。 定扭矩扳手伸出來(lái)的支撐桿主要是為了提供支點(diǎn)以確定其施加的扭矩，故如無(wú)可靠支點(diǎn)，扳手無(wú)法施工。 
扭剪型（1）*：（梅花頭） 扭剪型螺栓使用扭剪型扳手施工，其根部使用正反向扭桿直接通過(guò)“梅花頭”夾緊螺桿本身，故施擰時(shí)不會(huì)發(fā)生同轉(zhuǎn)現(xiàn)象。其產(chǎn)品設(shè)計(jì)的思路是：利用螺桿達(dá)到預(yù)拉力值時(shí)，材料所能承受對(duì)應(yīng)的剪力，來(lái)設(shè)計(jì)削弱梅花頭的根部截面，達(dá)到剪斷的目的。 
2、原理對(duì)比分析 
首先必須理解：同一型號(hào)的大六角和扭剪型螺栓在正確的施工方法下可以達(dá)到的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值是同樣的。 大六角頭高強(qiáng)螺栓（HSFG）施擰過(guò)程：(理解“扭矩系數(shù)”） “541” 原則 
“541”原則，是日本人在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上反復(fù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出的關(guān)于扭矩值和預(yù)緊力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。英國(guó)鋼結(jié)構(gòu)教科書(shū)中對(duì)此進(jìn)行了引用和闡述，其給出了扭矩?fù)p耗的因素。國(guó)內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)教育中，很少提及“541”原則，而是直接反應(yīng)成為我們理解的“扭矩系數(shù)”： 有效的夾緊力 / 輸出總力矩 = 扭矩系數(shù) （0.11~0.14） （2）* 故“扭矩系數(shù)”是大六角高強(qiáng)螺栓HSFG施工的最重要參數(shù)，為了保障大六角螺栓施工質(zhì)量，必須對(duì)扭矩系數(shù)進(jìn)行測(cè)定檢驗(yàn)。 扭剪型高強(qiáng)螺栓（TCB）施擰過(guò)程：（理解“緊固軸力”） 削弱截面的剪斷過(guò)程 
在施加扭矩聚集材料內(nèi)拉應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)值（“緊固軸力”）的同時(shí)，其材料的對(duì)應(yīng)抗剪強(qiáng)度恰好能使梅花頭削弱截面擰斷。
分析可知即便是扭剪型螺栓，也不是直接反饋螺桿中的預(yù)拉力值，而是利用抗剪能力進(jìn)行了代換，其檢驗(yàn)項(xiàng)仍然不是直接項(xiàng)，存在代換的誤差。 故為了保障扭剪型螺栓的施工質(zhì)量，必須對(duì)其剪斷時(shí)對(duì)應(yīng)代表的“緊固軸力”進(jìn)行測(cè)定。其值應(yīng)當(dāng)符合預(yù)緊力設(shè)計(jì)值。 03.扭剪型和大六角的對(duì)比 
連接副組成對(duì)比
基于國(guó)標(biāo)JGJ-82 6.1.1規(guī)定，高強(qiáng)螺栓連接副中，大六角螺栓需要兩墊一母，扭剪型高強(qiáng)螺栓則要一墊一母。（3）* 驗(yàn)收方式對(duì)比 大六角螺栓HSFG在施工之后，使用定扭矩扳手檢驗(yàn)。在驗(yàn)收扭剪型TCB時(shí)，關(guān)注梅花頭被擰斷即合格。 
03.總結(jié) 扭剪型作為大六角的改進(jìn)升級(jí)版，其價(jià)格稍貴，施工，檢驗(yàn)較為簡(jiǎn)便，優(yōu)勢(shì)明顯。但是國(guó)內(nèi)由于受?chē)?guó)標(biāo)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)的限制（僅有10.9級(jí)，最大尺寸24M）。（4）* 其核心原理理解的關(guān)鍵是掌握：“扭矩系數(shù)”和“緊固軸力“兩個(gè)概念”。 觀點(diǎn) (1)*：根據(jù)BS EN 14399，扭剪型螺栓也可有六角頭的形式，但是根據(jù)其擰緊的原理，六角頭已經(jīng)不再需要了，為節(jié)約材料，故在國(guó)標(biāo)中略去了。 (2)*：可見(jiàn)其扭矩系數(shù)值約為一成，符合“541”原則的結(jié)論。這里向大家介紹“541"原則的目的是，其關(guān)系到我們后面將要講到的關(guān)于什么是摩擦面的理解。 (3)*：對(duì)于究竟使用幾個(gè)墊片，英標(biāo)，美標(biāo)中的規(guī)定均不同。國(guó)標(biāo)取所有情況下的最安全，不需要施工人員考慮現(xiàn)場(chǎng)施工情況，只管都用上即可，反正浪費(fèi)也不大。 (4)*：在實(shí)踐中，有朋友反饋扭剪型螺栓較少運(yùn)用在鐵路鋼橋，過(guò)山車(chē)等直接承受振動(dòng)荷載結(jié)構(gòu)中。筆者經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)確實(shí)是這樣的情況，但是其振動(dòng)荷載一定不是限制扭剪型螺栓使用的原因。 另有大六角螺栓便于復(fù)擰進(jìn)行檢修一說(shuō)也不能成立。因?yàn)楦鲊?guó)規(guī)范均高度強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)螺栓的一次性，即松弛以后便失效，需要更換螺栓。復(fù)擰是不被允許的。 由于英美標(biāo)準(zhǔn)中TCB螺栓的尺寸規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)標(biāo)的規(guī)定，例如阿布扎比現(xiàn)場(chǎng)采用英國(guó)TCB螺栓廠生產(chǎn)的M36，扭剪型TCB螺栓（單價(jià)高達(dá)100元以上），便是用在項(xiàng)目承受振動(dòng)荷載的核心位置。且GB/T 3632 1.1 就直接表明扭剪型高強(qiáng)螺栓適用于鐵路鋼橋。
故筆者認(rèn)為是目前國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)制作的扭剪型螺栓等級(jí)型號(hào)有限（僅有10.9級(jí)，最大直徑僅為M24），才是限制扭剪型螺栓在鐵路鋼橋等結(jié)構(gòu)中使用的根本原因。結(jié)合我們國(guó)產(chǎn)“螺栓槍”的糟糕表現(xiàn)，可見(jiàn)，作為制造業(yè)大國(guó)，我們?cè)诩?xì)節(jié)產(chǎn)品的制備上，與國(guó)際先進(jìn)還是有明顯的差別。
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