探究高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策

张育才　宋世君

摘要：主要研究塔式起重机上高强螺栓的错误用法和预防对策，塔式起重机高强螺栓常见的错误用法主要有采用弹簧垫圈进行高强度螺栓防松、高强螺栓反复使用、基础节和过渡节连接高强螺栓没有按照要求进行拆卸检查等，严格按照规范标准进行施工是避免高强螺栓用法错误的根本途径。

关键词：高强螺栓；塔式起重机

城市建设不断加快，高层建筑建设规模不断增加，塔式起重机的应用越来越频繁。然而在高强度螺栓的使用过程中，一些不正确的使用方式容易导致高强度螺栓出现断裂和连接失效，严重者可能会出现倾覆，威胁着施工现场工作人员的生命安全。为了提高塔式起重机操作的安全性，需要对高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法进行研究，并在此基础上制定合适的预防对策，才能真正提高塔式起重机操作的安全性。

1.塔式起重机高强螺栓常见错误用法

1.1 采用弹簧垫圈进行高强度螺栓防松

强度8.8级以及9.9级的螺栓不允许使用弹簧垫圈防松，其他性能等级禁止使用弹簧垫圈。对于双螺母防松，需要保证两个螺母相同，大六角高强螺栓连接副有一个螺栓，一个螺母，两个垫圈，安装时要在螺栓和螺母两侧都配置垫圈，然而很多安装单位却另加了一个弹簧垫圈。高强螺栓传递外力主要通过产生较大预紧力和连接件之间的静摩擦，但是加入弹簧垫圈之后，弹簧垫圈不能承受很大的预紧力，可能会在较大的预紧力作用下直接破碎，不仅不能达到防松效果，还会导致高强螺栓的预紧力不足，造成松动和连接失效，产生倾覆的危险。

1.2 高强螺栓反复使用

《建设机械与设备高强度紧固件技术条件》中对高强螺栓的使用次数有着明确的规定，高强度螺栓螺母使用次数不得超过两次，并且拆下的螺栓螺母不能存在任何损伤、变形、滑牙和锈蚀等，否则不能再次应用于受力构件。高强度螺栓通常都承受较大的预应力，高强螺栓往往长期处于高应力状态下，结构即便未曾出现明显缺陷，也可能存在疲劳，所以高强螺栓通常情况时不允许重复使用的，只有在螺栓螺母无明显损伤、变形、缺牙以及螺纹粗糙度明显变化的情况下才能够被重复使用，但是工程实际中，却有很多塔式起重机在设备购置之后，重复使用高强螺栓，产生了较大的安全隐患。

1.3 基础节和过渡节连接高强螺栓没有按照要求进行拆卸检查

有一些塔式起重机安装单位安全意识淡薄，为了拆卸方便，没有进行基础节和过渡节点之间高强螺栓的拆卸检查，导致高强螺栓长期在大小和方向不断变化的弯矩作用产生的较大弯矩作用下，形成交变应力，加剧螺栓的疲劳，可能会导致高强螺栓断裂。

1.4 采用普通安装扳手进行高强螺栓安装

塔式起重机的受力条件比较复杂，需要承受各种形式的应力与载荷，起重机上部机构和结构自重、起重载荷导致的垂直力形成的压力载荷以及空载自重例句和工作起重力矩往往不能平衡，在风力影响下会对塔身产生附加弯矩，塔机回转水平转动会对塔身产生扭转载荷。为了保证塔身结构稳定，高强螺栓要具有较高的材料强度，同时还要按照规定施加预紧力，在连接构件之间形成挤压力，产生垂直螺杆方向上较大的摩擦力。然而很多安装单位并没有使用专用的高强螺栓安装工具进行安装，而是使用普通扳手代替，会导致高强螺栓的预紧力不够和各个螺栓之间的预紧力不相等等情况，如下是大六角头高强度螺栓的预拉力值规定：

1.5 使用质量不达标的高强螺栓

合格的高强度螺栓头部顶面或者侧面需要标注性能等级以及制造厂信息，同时配有保证书和合格证。质保书中需要明确记录螺栓的规格、数量、性能、材料、化学成分、机械性能测试数据等，但是一些安裝厂家并没有使用合格的高强螺栓，对塔式起重机的使用安全产生了很大隐患。

2.预防对策

高强螺栓连接是塔机上应用最多的连接方式，包括标准节之间的套柱螺栓、底架和基础连接螺栓等都属于高强螺栓连接。高强螺栓不通过自身传力，而是通过较高的预紧力产生的连接件之间的摩擦力实现连接。

2.1 保证螺栓整洁

螺栓承载能力和接合面摩擦系数、接合面数、拉应力大小、螺栓连接总应力面积等成正比，为了保证螺栓具有足有的承载能力，又不会对螺栓材料产生损伤，需要在安装之前清理高强螺栓接合面，保证其平整、无油污、杂物，不能出现松动。如果出现松动，表示预紧力为零，高强螺栓就失去了效用，连接失效，塔机会产生较大摇晃，高强螺栓可能在剪力作用下发生断裂，甚至会导致塔机倾覆。在接触面存在油污或者在水的浸泡情况下接合面的摩擦系数会发生变化，降低螺栓总应力面积，交变载荷下容易出现断裂。

2.2 定期检查紧固

塔机高强螺栓使用一段时间会出现应力松弛，通常在15天左右就需要按顺序紧固一次，工地上需要设置专用紧固螺栓工具，保证在工作期间高强螺栓不发生松动。标准节之间的螺栓需要在紧固对重侧之后旋转塔机半圈，之后再紧固另一侧，逐节向上。

2.3 重视塔式起重机安全管理

主管部门需要对塔式起重机安全管理监督工作引起重视，要求检验机构按照相关规范标准开展质量检验，演进出现高强螺栓的重复使用。

2.4 安装单位加强认识

安装单位需要认真学习高强螺栓安装维护相关知识，了解高强螺栓正确的安装方法，能够自觉避免使用高强螺栓，不使用无厂家标记、无性能等级标记的高强螺栓，同时认真进行日常检查预紧，并在安装100h后进行普遍检查，之后每500h进行一次拧紧。

3.结束语

高强螺栓连接有着良好的受力性能，耐疲劳和抗震性能也较好，有着较高的连接刚度，施工方便，是塔式起重机主要的连接方式，在塔式起重机安装过程中，很多安装公司并没有按照高强螺栓正确的安装方式进行安装，存在着很多错误用法，对塔式起重机的正常使用带来了严重的安全隐患，需要严格按照国家规范标准进行安装和维护才能真正保护起重机的安全，避免出现倾覆事故。

参考文献：

[1]陈建业，包继德，王茂.在用塔式起重机存在的问[J].起重运输机械，2012（5）：24-26.

[2]张质文，虞和谦，王金诺，等.起重机设计手册[J].北京：中国铁道出版社，2011（8）：12-18.

[3]张社信.塔式起重机安装检验中常见的问题[J].起重运输机械，2012（10）： 47-48.

[4]张先鸣.风电紧固件工艺技术现状和发展展望[A].2011年金属制品行业技术信息交流会论文集[C]，2011：37-41.