耐候高强螺栓连接锈后抗滑移性能及有限元模拟方法

来源：中国血液净化杂志2025年第5期北京时间：

作者：王涛, 袁阳光, 许家溶, 袁卓亚, 翟晓亮, 杨飞

单位：1. 长安大学　公路学院，陕西　西安　710064","2. 西安建筑科技大学　土木工程学院，陕西　西安　710055","3. 中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西　西安　710075","4. 长安大学　建筑工程学院，陕西　西安　710061

摘要：<p>为研究耐候高强螺栓连接锈蚀后的抗滑移性能并建立其有限元模拟方法，首先针对Q345qDNH钢材开展锈后拉伸性能试验，并校准其拉伸本构关系；其次，设计Q345qDNH钢材四栓高强螺栓连接件，开展拉伸性能测试，分析滑移荷载、局部滑移行为特征及抗滑移系数；最后，基于所校准的材料本构关系，建立了连接件拉伸性能的有限元模拟方法，并验证其适用性。研究结果发现：锈蚀程度较低时，Q345qDNH钢材抗变形能力变化较小，抗变形能力随失重率增大而减小；稳定锈层形成时，Q345qDNH钢材的上屈服强度、平均抗拉强度较初始状态分别下降4.6%、4.5%，材料未锈蚀时，断后伸长率及最大力塑性延伸率分别为44.1%、14.4%，形成稳定锈层时，2个指标分别下降35.1%、15.1%；Q345qDNH钢材四栓连接件的局部滑移行为具有随机性，通常在第1排、第3排螺栓处产生相对滑移，连接件无锈蚀时，滑移位置多伴随2个摩擦面同时滑移，连接件锈蚀后，滑移位置可能为2个摩擦面同时滑移或1个摩擦面滑移；Q345qDNH钢材高强螺栓连接件在无锈蚀状态的抗滑移系数约为0.550 3，暴露部位稳定锈层形成时约为0.529 1，但数值水平有进一步的增长空间，采用现行规范建议值进行相关设计计算时，能够保证足够的安全冗余；所建立的有限元模拟方法得到的滑移荷载与实测值的误差为11.32%，能够支撑后续大批量的数值模拟工作。</p>

关键词：桥梁工程,耐候钢高强螺栓连接件,拉伸试验,抗滑移性能,有限元模拟