1. 螺栓受力分析及螺纹的载荷分布 螺栓在使用中受力状态复杂，螺栓主要受拉应力，扭转应力，有时还有剪应力，特殊情况下有的还会受振动交变应力作用。因此，螺栓通常主要承受拉伸、扭转以及它们之间的复合应力作用。而螺母中最主要的应力是螺纹的剪应力。 如果螺栓和螺母都是非弹性的，并且两者的螺纹配合能够绝对准确，则载荷会在所有承载螺纹上均匀分配。然而，由于螺栓大批量生产的经济性、加工本身的精度等方面的要求，所有的螺纹螺栓都只能按照实际的公差要求生产，螺纹加工不可能做到绝对准确。并且，从材料特性上看，任何材料也都是有弹性的。因此，所有载荷在螺纹上的分配都是不均匀的。当连接受载时，螺栓受拉伸，外螺纹的螺距增大；而螺母受压缩，内螺纹的螺距减小。螺纹螺距的变化差以旋合的第一圈处为最大，以后各圈递减。
螺栓在使用中受力状态复杂，螺栓主要受拉应力，扭转应力，有时还有剪应力，特殊情况下有的还会受振动交变应力作用。因此，螺栓通常主要承受拉伸、扭转以及它们之间的复合应力作用。而螺母中最主要的应力是螺纹的剪应力。
如果螺栓和螺母都是非弹性的，并且两者的螺纹配合能够绝对准确，则载荷会在所有承载螺纹上均匀分配。然而，由于螺栓大批量生产的经济性、加工本身的精度等方面的要求，所有的螺纹螺栓都只能按照实际的公差要求生产，螺纹加工不可能做到绝对准确。并且，从材料特性上看，任何材料也都是有弹性的。因此，所有载荷在螺纹上的分配都是不均匀的。当连接受载时，螺栓受拉伸，外螺纹的螺距增大；而螺母受压缩，内螺纹的螺距减小。螺纹螺距的变化差以旋合的第一圈处为最大，以后各圈递减。
螺栓承受的拉伸载荷引起其发生伸长，这就使得靠近螺母承力一侧的螺纹分担更大的载荷，而其余承力螺纹分担的载荷则依次减小。各螺纹之间的载荷分布示于图 1 。
对于主要受轴向载荷并承受拉应力的螺栓破坏位置进行的大量统计分析表明，螺栓常见的破坏位置分别在以下三处：
在与螺母配合部分的第一螺牙的根部破坏是最常见的一种，这主要与螺栓在该处的受力状态以及加工状态有关，特别是由于螺母与螺纹在此处的截面变化引起一定的应力集中有关。
在螺栓头与螺杆的过渡处和螺纹与光杆部分的过渡区发生破坏的概率也比较高，这主要与加工状态有关。而发生在螺栓头与螺杆的过渡处的破坏常是由于该部位材料有缺陷，或该处表面滚压或表面喷丸导致表面微裂纹或者造成强化与未强化的界面引起载荷传递问题，或是由于加工精度问题导致圆角半径过小所致。
多座钢桥的断裂螺栓的统计表明，断裂多发生在以下五处（如图
3
所示）：①
A
螺栓头与螺杆的过渡处②
B
螺栓直杆处
③
C
螺纹与光杆部分的过渡区④
D
螺纹中部；⑤
E
螺母与螺栓交接处（与螺母配合部分的第一螺牙的根部）。
某
48+180+48
三跨连续钢桁拱桥，共发现
35
颗断栓，其中
A
处
10
颗占
29%
，
D
处
6
颗占
17%
，
E
处
13
颗占
37%
。
某跨度
55
米的钢桁架桥，共缺失螺栓
47
颗，检查到断裂螺栓
30
颗，其中
E
类断裂
22
颗占
73%
，
D
类断裂
6
颗占
20%
，
C
类断裂
2
颗占
7%
。
某特大跨度悬索桥的钢桁架梁，上共缺失螺栓约
1000
颗，具不完全统计
C
类断裂占
71%
。
因此，可以得到一个简单的结论，
B
处和
D
处的断裂是螺栓产品质量问题引起的，而
C
和
E
处的断裂与螺栓本身的应力集中有关。外加锈蚀的影响和可能得垫片跟转、放反等因素，所以
C
和
E
处的断裂占比会非常的高。
对
A/B/D
， 良好的螺栓产品 ，可以大幅度的降低这三类的断裂。
对
C
类和
D
类断裂， 则需要较好的施工控制 ，降低超欠拧和螺栓跟转等施工缺陷。 能实现良好施工控制的方法是信息化施工（人员培训
+
拧紧数据上传
+
自动判定）。
另一项对
C
类和
D
类断裂有重大影响是拧紧后的 腻封（封缝），建议增加腻封的质量验收。
来源： 浙交院钢桥中心 公众号，作者： 赵博士 ， 如有侵权请联系我们。
