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塔式起重机高强度螺栓的重复使用

浏览次数: 日期:2016年9月14日 13:28
    塔式起重机高强度螺栓的重复使用
   
    高强度螺栓连接是目前塔式起重机(以下简称塔机)主要的钢结构连接形式,高强度螺栓是塔机重要的连接部件。由于塔机在完成一个施工任务后常常要在拆卸后继续使用,那么,钢结构连接所用的高强度螺栓在拆卸后是否可再使用?能重复使用多少次?
  高强度螺栓连接按其受力状况,可分为摩擦型、张拉型和承压型连接3种类型,其中摩擦型连接是广泛应用的形式。塔机标准节之间的连接属于摩擦型和张拉型,这2种都是利用紧固螺栓时产生在构件间的压力进行应力传递的。精确的连接预紧力对于高强度螺栓连接的强度、刚度至关重要。
  (1)扭矩法
  扭矩控制法和螺母转角法是高强度螺栓常用的紧固方法。扭矩法是以拧紧扭矩与预紧力的关系为依据的。
  M=kdF
  式中d--螺纹公称直径
  k--扭矩系数
  扭矩系数
  扭矩法就是将连接副的扭矩系数当做定值,通过控制拧紧扭矩从而控制预紧力的一种紧固方法。这种方法必须以扭矩系数保持定值为前提,否则即便拧紧扭矩施加得很精确也无法得到精确的预紧力,但重复使用后螺栓的扭矩系数必然发生变化。紧固件的锈蚀、温度、湿度和润滑等情况都将影响扭矩系数,重复拧紧时螺栓副的摩擦表面被磨光会导致摩擦系数下降,有关资料表明,扭矩系数随重复拧紧次数的增加而降低。
  正是由于扭矩系数的这种不稳定性,多次重复使用高强度螺栓容易造成要么预紧力不足,要么预紧力过大甚至将螺栓拧断。除非能确切地掌握扭矩系数的变化值,从而相应地调整拧紧扭矩的大小,才能精确地控制预紧力,只有在这种情况下,多次重复使用才是可行的。显然,在绝大多数塔机使用和安装单位中是不会也不能确切地掌握每套高强度螺栓副的扭矩系数的。
  (2)转角法
  拧紧螺母时,螺母转过的角度和螺栓的预紧力有一定的关系,所以,可以用螺母转角的大小来控制预紧力。采用转角法紧固时,先转动螺母到螺栓的预紧力超过A点,称为初拧,初拧一般采用扭矩法,扭矩一般为额定扭矩的50%,初拧后可以消除板缝影响,使板层达到密贴程度。而后进行终拧,终拧是以A点作为起始位置,再将螺母拧转一定角度,此时螺栓的轴力超过点到达塑性区域。如图1所示,由于在yM之间的塑性区域,螺母转角存在误差时所产生的螺栓力变化很小,这就为获得预定的预紧力提供了保障,也就是说施工时螺母的拧紧程度误差几乎不引起预紧力的误差。而在A区域之间,同样大小的螺母转角误差所产生的螺栓力变化很大,所以,拧紧在这个区域是不合适的,因为施工的拧紧程度误差会引起较大的预紧力误差。以转角法精确控制螺栓预紧力是以引起超过弹性极限的螺栓轴力为前提的,这种情况下,重复使用高强度螺栓是不适当的,因为重复拧紧积累的塑性变形已使其不再有足够的变形能力可以来承受在初拆后额外施加的拧紧力,即其拧紧能力急剧下降了。
 
  综上所述,无论是扭矩法还是转角法紧固高强度螺栓,均存在重复使用多次后预紧力不能精确控制而使连接可靠性和安全性下降的危险,这正是JG/T5057.40一l995《建筑机械与设备高强度紧固件技术条件》规定高强度螺栓重复使用次数不得超过2次的原由。有些塔机的高强度螺栓曾多次重复使用却并未发生问题,这是由于施工者不施加高的预紧力,而只将高强度螺栓如普通螺栓一般使用,高强度螺栓并未起高强度螺栓的真正作用,幸运的是高强度螺栓发挥了普通螺栓的作用且还有一定的安全系数,但安全性远比正确使用高强度螺栓低。

所属类别: 塔机

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