塔机标准节螺栓连接浅谈

塔身标准节作为塔式起重机的关键结构，主要承受塔机上部传递的轴向压力、水平力、弯矩和扭矩。目前绝大多数塔机厂家的中小型塔机（800kN·m及以下）都采用螺栓连接形式，且螺栓均为高强度螺栓。但是，在对塔机日常检查工作中，经常出现连接螺栓松动的情况，那是什么原因导致塔机标准节螺栓松动呢？现结合行业现状，就塔机标准节连接螺栓松动的原因分析、危害及预防措施，做如下探讨。

　　一．塔身标准节连接螺栓松动的原因

　　我们先来分析塔身的受力特点，塔身受力可简化为：垂直于水平面的弯矩M、在水平面的扭矩T、轴向压力N、水平力F，其中M、T对螺栓松动影响较大。当吊臂吊起重物时，M为正值，放下重物后M为负值。回转启动时产生的T为正值，回转制动时产生的T为负值。在正常工作时，塔机频繁地吊起和放下重物，吊臂反反复复地启动和制动，使塔身承受正负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节连接螺栓受力在反复不断的变化，这是螺栓松动的根本原因。塔机的工作特点决定了标准节连接螺栓受力特点，这是不可克服的。为此，各塔机厂家对塔机标准节连接螺栓都采用高强度螺栓。有关塔机的规范和各塔机厂家的使用说明书都对这种螺栓连接的安装提出了要求，要求在安装时施加预紧力，对不同规格的连接螺栓给出了不同的预紧力值，如对常用的M36螺栓，其预紧力为：339KN。要达到准确施加预紧力，必须根据高强度螺栓的扭矩系数计算应作用在螺栓上拧紧扭矩，对上述级M36螺栓，其理论预紧力矩约为1700N·m。而目前在国内市场，安装塔机时几乎全是凭操作工人经验拧紧螺栓，很多操作工人连规定的预紧力和理论预紧扭矩的概念都没有，更谈不上用扭矩来控制螺栓预紧力了。还有，拧紧标准节连接螺栓是在高空作业，操作条件不好，要想将实际预紧扭矩施加到1700N.m及以上时，工人劳动强度将大大增加，要想直接靠人力将预紧扭矩拧到符合要求极难做到。

　　由此可见，实际安装的塔机的螺栓预紧力几乎都达不到规定的预紧力要求，这是螺栓松动的重要原因。还有，塔机顶升加节时，吊臂侧的标准节连接接触面受拉，平衡臂侧的标准节连接接触面受压，在相同拧紧扭矩作用下，此时两侧螺栓中的预紧力相等。当塔吊旋转，吊臂方向变化后，塔身标准节接触面受压受拉情况改变，螺栓中的受力变化很大，特别是将吊臂转到与顶升加节时相反的方向，原吊臂侧的标准节连接接触面由受拉变到受压，其螺栓所受的拉力大大减小，特别当原预紧力比正确值少得太多时，将有可能没有预紧力了，这是螺栓松动的另一重要原因。还有些单位，对塔机管理不严格，原本配有双螺帽(一颗厚的受力螺帽，一颗薄的防松螺帽)的螺栓，在安装时只装了一颗螺帽，螺栓连接原有的防松措施没有了，又在交替变化频繁的荷载作用下工作，很容易松动。还有对塔机班组的管理不到位，操作工人疏于对螺栓的检查、紧固，一旦有螺栓松动，没有及时发现紧固，使其它螺栓受力状况恶化，引起较多数量的螺栓松动。

　　二.塔身标准节连接螺栓松动的危害

　　塔身标准节连接螺栓是不允许出现松动的，其危害极为严重。《建筑塔式起重机安全规程》(GB5144-2006)第条明文规定：“连接螺栓必须采用扭矩扳手或专用扳手，按装配技术要求拧紧”，这类塔吊的使用说明书中也做出了同样的要求。螺栓松动后，当弯矩在该螺栓方位的标准节主肢中产生拉力时，将使两标准节接触面产生间隙。对高度为独立塔身且未附着的塔吊，在下部第二、三节标准节连接处产生的间隙，在吊臂根部处的水平位移将增大2mm，如果多个接触面产生间隙，则塔身变形急剧增加，对塔身受力更为不利，甚至酿成倒塔事故。螺栓松动后，在塔机上部荷载的作用下，本应固接在一起的两个标准节的接触面必将产生轴向往复移动，原本无冲击荷载的螺栓连接结构间产生冲击荷载，螺栓及连接结构中的荷载效应大幅度升高，极易导致螺栓及连接结构的破损，甚至塔身折断。由此可见，对标准节连接螺栓松动未及时发现或置之不管，是何其危险！　

　　三．预防措施

　　1. 塔机管理单位应加强管理，督促塔机作业班组（或专门的维修保养班组）经常性的检查、紧固标准节螺栓。根据经验，至少应每周检查一次标准节螺栓，如发现有松动现象，及时紧固。

　　2. 采用合理的方法紧固标准节螺栓。常用旋转吊臂，依次对塔身受压侧的螺栓紧固。日常使用中的检查紧固，在塔吊空载状态下，将小车走到臂根处，从下而上地检查、紧固平衡臂侧的螺栓，该侧完后，再将吊臂旋转180度，从上而下地检查、紧固另一侧的螺栓，直至全部完成。每次顶升加节完后，按上述方法将本次新加装的标准节螺栓检查紧固一遍。

　　3. 塔机安装时，加强安全技术交底工作。一定要向安装人员讲明标准节连接螺栓预紧力不够的危害，所安装塔吊标准节连接螺栓的理论预紧扭矩（要具体到用多长的加力杆，施加多大的力），以及标准节螺栓的正确地紧固顺序。

　　4. 严格塔机管理，塔机各原厂配件一律不得不合理的省略和代用，特别对功能性的零部件。

　　5. 施工单位设备管理部门在对塔机进行检查，必须有人上机认真仔细地检查，对检查出的问题及时向塔机主管单位通报情况，及时整改隐患。

　　塔机标准节螺栓的紧固，是一件说起来容易，实际操作起来却很不容易做好的事情，但其又对塔机的安全使用关系极大。希望行业各主体责任单位，尤其是科研院所和制造厂家，增强对这方面的认识，研究出好的方法和工具，各施工单位加强管理，确保塔机的安全使用。（文章来源：骏晨建设）