塔式起重機(jī)高強(qiáng)度螺栓的重用

1引言
高強(qiáng)度螺栓連接是目前塔式起重機(jī)(以下簡稱塔機(jī))主要的鋼結(jié)構(gòu)連接形式，高強(qiáng)度螺栓是塔機(jī)重要的連接部件。由于塔機(jī)在完成一個(gè)施工任務(wù)后常常要在拆卸后繼續(xù)使用，那么，鋼結(jié)構(gòu)連接所用的高強(qiáng)度螺栓在拆卸后是否可再使用?能重復(fù)使用多少次?
高強(qiáng)度螺栓連接按其受力狀況，可分為摩擦型、張拉型和承壓型連接3種類型，其中摩擦型連接是廣泛應(yīng)用的形式。塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)之間的連接屬于摩擦型和張拉型，這2種都是利用緊固螺栓時(shí)產(chǎn)生在構(gòu)件間的壓力進(jìn)行應(yīng)力傳遞的。精確的連接預(yù)緊力對(duì)于高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度、剛度至關(guān)重要。

2方法
2．1扭矩法
扭矩控制法和螺母轉(zhuǎn)角法是高強(qiáng)度螺栓常用的緊固方法。扭矩法是以擰緊扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系為依據(jù)的。
M=kdF
式中 d--螺紋公稱直徑
       k--扭矩系數(shù)
扭矩系數(shù)
扭矩法就是將連接副的扭矩系數(shù)當(dāng)做定值，通過控制擰緊扭矩從而控制預(yù)緊力的一種緊固方法。這種方法必須以扭矩系數(shù)保持定值為前提，否則即便擰緊扭矩施加得很精確也無法得到精確的預(yù)緊力，但重復(fù)使用后螺栓的扭矩系數(shù)必然發(fā)生變化。緊固件的銹蝕、溫度、濕度和潤滑等情
況都將影響扭矩系數(shù)，重復(fù)擰緊時(shí)螺栓副的摩擦表面被磨光會(huì)導(dǎo)致摩擦系數(shù)下降，有關(guān)資料表明，扭矩系數(shù)隨重復(fù)擰緊次數(shù)的增加而降低。正是由于扭矩系數(shù)的這種不穩(wěn)定性，多次重復(fù)使用高強(qiáng)度螺栓容易造成要么預(yù)緊力不足，要么預(yù)緊力過大甚至將螺栓擰斷。除非能確切地掌握扭矩系數(shù)的變化值，從而相應(yīng)地調(diào)整擰緊扭矩的大小，才能精確地控制預(yù)緊力，只有在這種情況下，多次重復(fù)使用才是可行的。顯然，在絕大多數(shù)塔機(jī)使用和安裝單位中是不會(huì)也不能確切地掌握每套高強(qiáng)度螺栓副的扭矩系數(shù)的。
2．2轉(zhuǎn)角法
擰緊螺母時(shí)，螺母轉(zhuǎn)過的角度和螺栓的預(yù)緊力有一定的關(guān)系，所以，可以用螺母轉(zhuǎn)角的大小來控制預(yù)緊力。采用轉(zhuǎn)角法緊固時(shí)，先轉(zhuǎn)動(dòng)螺母到螺栓的預(yù)緊力超過A點(diǎn)，稱為初擰，初擰一般采用扭矩法，扭矩一般為額定扭矩的50％，初擰后可以消除板縫影響，使板層達(dá)到密貼程度。而后進(jìn)行終擰，終擰是以A點(diǎn)作為起始位置，再將螺母擰轉(zhuǎn)一定角度，此時(shí)螺栓的軸力超過點(diǎn)到達(dá)塑性區(qū)域。如圖1所示，由于在yM之間的塑性區(qū)域，螺母轉(zhuǎn)角存在誤差時(shí)所產(chǎn)生的螺栓力變化很小，這就為獲得預(yù)定的預(yù)緊力提供了保障，也就是說施工時(shí)螺母的擰緊程度誤差幾乎不引起預(yù)緊力的誤差。而在A區(qū)域之間，同樣大小的螺母轉(zhuǎn)角誤差所產(chǎn)生的螺栓力變化很大，所以，擰緊在這個(gè)區(qū)域是不合適的，因?yàn)槭┕さ臄Q緊程度誤差會(huì)引起較大的預(yù)緊力誤差。以轉(zhuǎn)角法精確控制螺栓預(yù)緊力是以引起超過彈性極限的螺栓軸力為前提的，這種情況下，重復(fù)使用高強(qiáng)度螺栓是不
適當(dāng)?shù)模驗(yàn)橹貜?fù)擰緊積累的塑性變形已使其不再有足夠的變形能力可以來承受在初拆后額外施加的擰緊力，即其擰緊能力急劇下降了。

 
綜上所述，無論是扭矩法還是轉(zhuǎn)角法緊固高強(qiáng)度螺栓，均存在重復(fù)使用多次后預(yù)緊力不能精確控制而使連接可靠性和安全性下降的危險(xiǎn)，這正是JG／T5057．40一l995《建筑機(jī)械與設(shè)備高強(qiáng)度緊固件技術(shù)條件》規(guī)定高強(qiáng)度螺栓重復(fù)使用次數(shù)不得超過2次的原由。有些塔機(jī)的高強(qiáng)度螺栓曾多次重復(fù)使用卻并未發(fā)生問題，這是由于施工者不施加高的預(yù)緊力，而只將高強(qiáng)度螺栓如普通螺栓一般使用，高強(qiáng)度螺栓并未起高強(qiáng)度螺栓
的真正作用，幸運(yùn)的是高強(qiáng)度螺栓發(fā)揮了普通螺栓的作用且還有一定的安全系數(shù)，但安全性遠(yuǎn)比正確使用高強(qiáng)度螺栓低。