管片连接螺栓的设计原理与力学性能分析

新闻中心

邯郸市永年区瑞杰紧固件制造有限公司

电话：0310-6892625 8303025

手机：13733208130/15932037349

传真：0310-6892625

邮箱：stbzj@126.com rjjgj8@163.com

公司地址：永年县河北铺工业区

您的位置：首页 > 新闻中心 > 公司新闻

发布人：admin 发表时间：2025-06-13

管片连接螺栓的设计原理与力学性能分析

标题：隧道工程中管片连接螺栓的力学特性与优化设计

引言

管片连接螺栓是盾构隧道拼装结构中的关键部件，其设计直接影响隧道的整体性、防水性和抗震性能。本文从材料选择、结构设计及荷载分析角度，探讨螺栓的力学性能与优化路径。

1. 螺栓的力学作用

轴向拉力：承受管片环向拼装预紧力，防止接缝张开。

剪切力：抵抗地层不均匀沉降或地震引起的横向位移。

疲劳荷载：长期受列车振动或水土压力波动影响，需高抗疲劳性。

2. 材料与结构设计

材料选择：高强度合金钢（如8.8级、10.9级螺栓），屈服强度≥640MPa，耐腐蚀处理（达克罗涂层、热浸镀锌）。

螺纹优化：采用细牙螺纹（如M30×2）增强抗松性能，降低应力集中。

头部设计：六角头或法兰面螺栓，确保扳手扭矩传递效率。

3. 有限元模拟与验证

通过ANSYS模拟螺栓在复合荷载下的应力分布，结果显示：

螺纹根部易出现应力集中，需采用圆弧过渡设计；

预紧力损失率应控制在15%以内，避免接缝渗水。

4. 创新设计案例

日本东京湾隧道采用双头螺栓+弹性垫圈组合，抗震性能提升40%。

结语

螺栓设计需平衡强度与延性，未来可探索复合材料或智能螺栓（内置传感器）技术。