塔式起重機塔身高強度螺栓預(yù)緊的現(xiàn)狀淺析

王浩

摘要：高層建筑的建設(shè)，離不開塔式起重機的應(yīng)用。塔式起重機的作業(yè)屬于高空作業(yè)，因此其塔身的固定質(zhì)量直接關(guān)系到司機和工作區(qū)域內(nèi)人員的生命安全。為保證塔式起重機的司機、工作范圍內(nèi)人員的安全，本文詳細(xì)深入地研究了塔身連接的質(zhì)量問題，并對塔身利用高強度螺栓連接的現(xiàn)狀進行了深入的分析。

關(guān)鍵詞塔式起重機；高強度螺栓；預(yù)緊；現(xiàn)狀

1.引言

嚴(yán)格地講，塔式起重機屬于臂架型起重機，由于其臂架鉸接在較高的塔身上，且可回轉(zhuǎn)，臂架的長度一般都較大，其結(jié)構(gòu)比較輕巧，拆裝運輸非常方便，特種適合露天作業(yè)[1]，因此塔機起重機廣泛地應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑施工。另外，在造船業(yè)、電站設(shè)備安裝、水工建筑、港口和貨場物料搬運方面也得到了廣泛的使用。

2.塔式起重機塔身的連接

塔式起重機的塔身通常都是空間桁架結(jié)構(gòu)，不過也有利用圓筒形和多邊形的箱型結(jié)構(gòu)作為塔身的情況，尤其是多邊形的箱型結(jié)構(gòu)在歐洲的快速安裝式塔式起重機中得到了廣泛的應(yīng)用。

塔式起重機的塔身按照回轉(zhuǎn)機構(gòu)的位置可分為固定式塔身和與臂架同時回轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式塔身。其主要區(qū)別就是固定式塔身主肢在一個回轉(zhuǎn)周期內(nèi)承受交變載荷。但是是固定式還是回轉(zhuǎn)式，塔身均要承受很魘壓、彎、扭轉(zhuǎn)、剪切載荷作用，強度、剛度穩(wěn)定性及抗疲勞的能力都是非常重要的。

塔式起重機塔身的連接，主要是對其塔身節(jié)的連接和固定，其主要連接方式有高強度螺栓連接、抗剪螺栓連接、橫向銷軸連接、瓦套連接等。

高強度螺栓作為塔式起重機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接的一種方式，它克服了螺栓連接的許多缺點，又保留了螺栓連接的優(yōu)點，而且其靜強度與疲勞強度比同尺寸的鉚接還要高，因此廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。高強度螺栓不是靠本身傳力，而是靠很高的預(yù)緊力在連接間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞力。因此高強度螺栓的預(yù)緊力關(guān)系到塔式起重機標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接的可靠性與安全性。

3.塔式起重機高強度螺栓預(yù)緊力的現(xiàn)狀研究

高強度螺栓連接方式由于其對于被連接件制作精度要求低、連接方便、成本低廉而廣泛應(yīng)用于中小型塔式起重機的塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的連接上。但由于施工安裝人員缺乏對該種連接方式的認(rèn)識，往往不按規(guī)定控制預(yù)緊力，而只將高強度螺栓如普通螺栓一般多次重復(fù)使用，使高強度螺栓并未起到高強度螺栓的真正作用[2]。除此之外，安裝人員通常都把高強度螺栓當(dāng)作普通螺栓使用，在安裝時使用彈簧墊片，這是不正確的，而且這種情況是普通存在的，所以應(yīng)對此多加注意。

高強度螺栓聯(lián)接是由單個或多個聯(lián)接兩個或更多零件的一個可分開的被聯(lián)接體，螺栓及其所受的載荷必須能夠確定，以便產(chǎn)生的連接能夠充分滿足預(yù)定的功能并承受工作載荷。高強度螺栓在安裝時都必須擰緊，并且施加預(yù)緊力。預(yù)緊的目的在于增加聯(lián)接的可靠性和緊密性。在軸承蓋的聯(lián)接中，若承受往復(fù)活塞發(fā)動機的振動，這種螺栓的預(yù)緊力必須調(diào)整得更高，以保證在其內(nèi)力作用下不會出現(xiàn)結(jié)合面單側(cè)分離或打滑，這兩種都會由于螺栓聯(lián)接的自動卸開或疲勞失效而引起破壞。所以預(yù)緊力施加的范圍會直接影響到螺栓聯(lián)接的強度和壽命[3]。高強度螺栓預(yù)緊力及預(yù)緊力矩的要求如表1所示：

常用的螺栓預(yù)緊方式有扭矩法和延伸法。扭矩法通常采用力矩扳手將螺帽擰緊，是預(yù)緊螺栓最通用的方法，該方法簡單方便、易于應(yīng)用，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但由于扭矩法的摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，預(yù)緊力準(zhǔn)確性較差，并且使聯(lián)接螺栓受到額外的扭矩和彎矩作用，所以逐漸被延伸法所替代[4]。

4.高強度螺栓使用時的注意事項

高強螺栓連接必須施加一定的預(yù)緊力，而合理的預(yù)緊力不僅可提高螺栓的防松能力，還可以增加螺栓的疲勞壽命和被聯(lián)接件的可靠性。

由于高強度螺栓與普通螺栓有著本質(zhì)的不同，所以在使用時應(yīng)多加注意。首先，在第一次安裝完成后應(yīng)立即重新檢查堅固。使用100小時后應(yīng)均勻地檢查擰緊情況，再以后至少約300小時堅固一次。如果發(fā)現(xiàn)螺母、螺栓松動或存在螺紋部分損傷，應(yīng)立即擰緊或更換螺母或螺栓。

高強度螺栓、螺母通常不能多次重復(fù)使用，一般最多重復(fù)使用一次，且拆下的螺栓、螺母必須無任何損傷、變形、滑牙、缺牙、銹蝕、螺紋粗糙度變化較大等現(xiàn)象。

5.總結(jié)

本文對當(dāng)前塔式起重機使用高強度螺栓連接的現(xiàn)狀進行了深入的研究，分析了高強度螺栓預(yù)緊力的力矩以及不同型號的高強度螺栓所需要的預(yù)緊力，從而為規(guī)范高強度螺栓的使用貢獻一份力量。

參考文獻：

[1]王福綿.起重機械技術(shù)檢驗[M].北京：學(xué)苑出版社，2000.12

[2]王保衛(wèi)，鄧偉，謝智全.塔式起重機記強度螺栓的預(yù)緊力與重復(fù)使用[J].成都：建筑安全，2010.11.05

[3]朱若燕，李厚民.高強度螺栓的預(yù)緊力及疲勞壽命[J].武漢：湖北工學(xué)院學(xué)報，2004.06.28.4

[4]黃坤平.高強度螺栓延伸法預(yù)緊的實際預(yù)緊力研究[J].北京：冶金設(shè)備，2006.02.28