[发明专利]一种自复位单边螺栓紧固件体系

说明书

本发明公布了一种适用于土木工程领域的自复位单边螺栓紧固件体系。包括四个分体机加工垫片、圆头螺栓、螺帽、套筒、垫圈，形状记忆合金扁环等。圆头螺栓和四个分体机加工垫片通过操作杆及操作顶钩进行定位安装。安装时，先将四个分体机加工垫片和形状记忆合金扁环组装成可挤压组合垫片，然后将可挤压组合垫片、套筒、垫圈、螺帽依次套入操作杆，再将操作杆拧入圆头螺栓端部梅花头的定位螺孔，挤压组合垫片成椭圆状并塞进螺栓孔，然后通过操作杆顶钩将可挤压组合垫片推入螺栓孔，组合垫片将在形状记忆合金自回复效应的作用下实现“回弹”，恢复成圆环状。回拉操作杆将组合垫片内凸起卡入螺栓孔内侧表面，最后安装套筒、垫圈和螺帽，初拧螺帽，卸下操作杆，用电动扭矩扳手拧掉梅花头，完成终拧。本发明可实现单侧作业、完成结构件的连接和紧固，并且可以实现施加预紧力。

技术领域

本发明涉及一种可用于结构件连接紧固中进行单边安装的螺栓紧固件，属于土木工程、机械装配技术领域。

背景技术

当前常见的螺栓分为螺杆和螺帽两部分，需要在一侧插入螺杆，然后在另一侧将螺帽拧紧。在这种情况下，工作人员需要在构件两边同时作业。但是，在某些特殊的场合，比如封闭截面构件或不方便触及某一面的构件，使用常见螺栓将无法进行安装。

例如在箱型柱—H型钢梁节点中，由于柱截面为封闭截面，普通螺栓不能进行两边操作，无法安装。现有的穿芯螺栓技术，对管壁两侧螺栓孔洞的预留精度要求很高，对准难度很大，且在边柱和角柱节点处难以应用。而现有的单边螺栓中，一般不能施加较大的预紧力，且需要复杂的安装工具和较繁琐的安装步骤。

发明内容

针对以上问题，本发明专利的目的是提供一种自复位单边螺栓紧固件体系，实现单边实施紧固作业，并提高螺栓承载的综合力学性能，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：一种自复位单边螺栓紧固件体系，包括四个分体机加工垫片、圆头螺栓、螺帽、套筒、垫圈，形状记忆合金扁环等。圆头螺栓和四个分体机加工垫片通过操作杆及操作顶钩进行定位安装。安装时，先将四个分体机加工垫片和形状记忆合金扁环组装成可挤压组合垫片，然后将可挤压组合垫片、套筒、垫圈、螺帽依次套入操作杆，再将操作杆拧入圆头螺栓端头的定位螺孔，挤压组合垫片成椭圆状并塞进螺栓孔，然后通过操作杆顶钩将可挤压组合垫片推入螺栓孔，组合垫片将在形状记忆合金自回复效应作用下实现“回弹”成圆环状。回拉操作杆将组合垫片内凸起卡入螺栓孔内侧表面，最后安装垫圈和螺帽，并初拧螺帽，卸下操作杆，用电动扭矩扳手拧掉梅花头，完成终拧。

其进一步是：所述形状记忆合金螺杆具有优秀的超弹性性能，具体表现为残余变形小，马氏体相变应力高，逆相变应力较高，保证组合垫片在穿过螺栓孔之后具有较大的回复力。

本发明自复位单边螺栓紧固件的结构特点是：四个分体机加工垫片形状完全一致，并且在端部加工了切角，以方便其组成的可挤压组合垫片在挤压过程中相互顶紧，并保持稳定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明只需要单侧作业，便可完成螺栓的连接紧固作业。

(2)安装完成后，螺栓头部为完整周向均匀受力，力学性能较好。

(3)安装完成后，可挤压组合垫片卡住内壁，起到紧固作用，紧固效果好。

(4)安装完成后，可挤压组合垫片结构简单、承载均匀、抗压抗剪力学性能较好。

(5)本发明满足钢结构设计要求，可以很好地用于钢结构节点连接，尤其是钢管混凝土结构。

附图说明

图1是本发明的自复位单边螺栓紧固件的结构示意图；

图2是本发明的自复位单边螺栓紧固件的四个分体机加工垫片示意图；

图3是本发明的分体机加工垫片的断面示意图；