塔式起重機塔身高強度螺栓預緊的現狀淺析

王浩

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

關鍵詞塔式起重機；高強度螺栓；預緊；現狀

1.引言

嚴格地講，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，臂架的長度一般都較大，其結構比較輕巧，拆裝運輸非常方便，特種適合露天作業[1]，因此塔機起重機廣泛地應用于工業與民用建筑施工。另外，在造船業、電站設備安裝、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構，不過也有利用圓筒形和多邊形的箱型結構作為塔身的情況，尤其是多邊形的箱型結構在歐洲的快速安裝式塔式起重機中得到了廣泛的應用。

塔式起重機的塔身按照回轉機構的位置可分為固定式塔身和與臂架同時回轉的旋轉式塔身。其主要區別就是固定式塔身主肢在一個回轉周期內承受交變載荷。但是是固定式還是回轉式，塔身均要承受很魘壓、彎、扭轉、剪切載荷作用，強度、剛度穩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準節連接的一種方式，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，因此廣泛應用于各個領域。高強度螺栓不是靠本身傳力，而是靠很高的預緊力在連接間產生的摩擦力來傳遞力。因此高強度螺栓的預緊力關系到塔式起重機標準節連接的可靠性與安全性。

3.塔式起重機高強度螺栓預緊力的現狀研究

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、成本低廉而廣泛應用于中小型塔式起重機的塔身標準節的連接上。但由于施工安裝人員缺乏對該種連接方式的認識，往往不按規定控制預緊力，而只將高強度螺栓如普通螺栓一般多次重復使用，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，所以應對此多加注意。

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

常用的螺栓預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，是預緊螺栓最通用的方法，該方法簡單方便、易于應用，因此得到了廣泛的應用。但由于扭矩法的摩擦系數不穩定，預緊力準確性較差，并且使聯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緊力，而合理的預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接件的可靠性。

由于高強度螺栓與普通螺栓有著本質的不同，所以在使用時應多加注意。首先，在第一次安裝完成后應立即重新檢查堅固。使用100小時后應均勻地檢查擰緊情況，再以后至少約300小時堅固一次。如果發現螺母、螺栓松動或存在螺紋部分損傷，應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使用，一般最多重復使用一次，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象。

5.總結

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

參考文獻：

[1]王福綿.起重機械技術檢驗[M].北京：學苑出版社，2000.12

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

[3]朱若燕，李厚民.高強度螺栓的預緊力及疲勞壽命[J].武漢：湖北工學院學報，2004.06.28.4

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