规范中给出8.8级M24高强螺栓预紧力矩值为:理论预紧力矩710 N·m ;实际使用预紧力矩640 N·m 。比较上述数据可得:实际预紧时对标准给定的值打折扣是错误的,不安全的。目前施工中确实存在着“塔式起重机塔身高强螺栓的实际预紧转矩可以减小到规范给定值的65%~80%”这种观点和做法,而且还有一定的市场。前言述及的例子出现后,我们一直在关注塔身高强螺栓预紧的现状,曾几次在国内、省内的有关塔式起重机技术交流会上做过口头调查,只有少数国内几个知名的业内企业像中联、北建工等基本控制在规范给定值附近,几乎所有的中小塔机企业都对规范给定值打折扣,他们通常将规范给定的不同型号塔机高强螺栓的实际预紧转矩值除以1.4而作为施工中的实际控制值。考虑到施工中预紧值控制的多种影响因素如:工具、人员素质、体力、环境条件以及塔机型号不同偏差值有所不同,因此我们给出了“65%~80%”的区间系数。这种观点和做法的形成可以说由来已久,原因是传统的人工方式预紧要想达到规范给定的值有一定的难度,而按给定值的65%~80%控制的结果并未直接导致塔机事故的发生,久而久之人们便认为这种观点和做法是正确的。确实,我们查阅过数篇事故分析论文、鉴定报告及有关起重机事故分析的书籍,也未曾见到这种“直接导致事故发生”的记载。“直接导致事故”通常被认为是看到高强螺栓受拉、剪而断裂导致机毁人亡的事故,但我们分析认为:部分由塔身屈曲而倒塔的事故是由高强螺栓预紧力不够而间接引起的。预紧力不够,则螺栓容易松动,即使塔身标准节接触面有微小的间隙,也将会导致塔机重心前移,塔身所受弯矩大幅度增加,可能导致事故发生,正所谓差之毫厘失之千里。QTZ315型塔机,独立起升高度30 m,当高强螺栓中心处下部第三标准节接触面有0.1 mm间隙时,塔身以上部分整体前移3.2 mm,在最恶劣工况下,塔身所受弯矩增大 1.13 kN·m。2 塔身标准节连接用高强螺栓预紧方式分析高强螺栓的拧紧有以下两种方式:(1)传统的人工方式 这种方式的松紧程度靠工人经验控制。(2)力矩扳手方式 力矩扳手有机械、液压、电动和气动等多种形式。力矩扳手可方便地调整预紧力矩标定值(有表盘刻度、数字等标定方式),准确拧紧到设计预紧力矩值,各螺栓受力均匀,非常适合预紧力矩精度要求高的螺栓紧固。就目前塔式起重机塔身安装和加固过程中,塔身高强螺栓预紧所使用的工具、预紧力、预紧力矩的控制等情况,笔者对部分塔机厂家做过调查,基本情况是这样的:使用的工具:普通扳手85 %力矩扳手15 %预紧力矩的控制:凭感觉90 %先标定后预紧10 %预紧方法: 随加节随预紧90 %旋转吊臂依次对受压螺栓预紧10%“旋转吊臂依次对受压螺栓预紧”的预紧方法是这样的:塔式起重机在安装或空载状态下,塔身处在平衡臂下方的一侧受压而吊臂一侧受拉,旋转吊臂可以先后使同一平面的四处高强螺栓处于平衡臂下方而受压。安装时先同一平面四处(4×2或4×3个,塔身四角)依次预紧,然后由下到上;加固时可先预紧两三个不同平面的同一塔身角的受压螺栓,然后依次其它角,再由下到上或由上到下。上述调查结果表明几乎全部厂家在使用人工方式,靠工人经验来控制高强螺栓的松紧程度,同时由于某些厂家人员素质较差,责任心不强,导致前言述及的例子。我们曾测试过采用人工方式安装的高强螺栓,预紧力矩大多在400 N·m~500 N·m之间,想再增加预紧力矩,工人的劳动强度将大幅度增加。力矩扳手虽有机械、液压、电动、气动等多种形式,但全部是机械安装中通用的工具,机械式便宜、耐用,较其它力矩扳手使用方便。一方面这种扳手由于自重和长度一般是普通扳手的两倍以上,另一方面由于塔机安装和调试的特殊工作条件,使得工人的劳动强度大大增加,要想使实际预紧力矩达到500 N·m 难度相当大。液压式省力,但价格贵,更笨重,使用更麻烦,特别是在加固时受液压泵站的限制。气动式由于受到现场条件的限制,使用者更少。因此我们认为,尽快研制一种方便、携带使用灵活,力矩值便于控制,自动化程度高的塔机专用力矩扳手是非常必要的。我们曾对“旋转吊臂依次对受压高强螺栓预紧”这一方法做过这样一个试验,塔机型号:QTZ315;试验工况条件:无风、空载;塔身的平衡臂一侧受压,吊臂一侧受拉;高强螺栓:M24;塔机部位:自下第二、三标准节连接面。得到以下数据:受压高强螺栓控制预紧力矩值:400 N·m受拉时高强螺栓预紧力矩测得值:490~530 N·m受压高强螺栓控制预紧力矩值:450 N·m受拉时高强螺栓预紧力矩测得值:600 ~ 630 N·m由此可以看出,这种方法可以使实际起作用的力矩值增大 10%~40%,增大幅度与高强螺栓所受拉力和压力的差值有关。这种方法是有效而切实可行的。3 结论“施工中塔式起重机塔身高强螺栓的实际预紧扭矩可以减小到规范给定值的65%~80%”这种观点和做法是错误的。增强对高强螺栓预紧重要性的认识,保证规范中给定的预紧力矩值,研究高强螺栓预紧的方法,研制高强螺栓预紧专用电动工具,从而保证塔机的安装质量,提高塔机运行的安全性,是亟待解决的问题。
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