塔式起重機高強度螺栓的重用

1引言
高強度螺栓連接是目前塔式起重機(以下簡稱塔機)主要的鋼結構連接形式，高強度螺栓是塔機重要的連接部件。由于塔機在完成一個施工任務后常常要在拆卸后繼續(xù)使用，那么，鋼結構連接所用的高強度螺栓在拆卸后是否可再使用?能重復使用多少次?
高強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用的形式。塔機標準節(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產(chǎn)生在構件間的壓力進行應力傳遞的。精確的連接預緊力對于高強度螺栓連接的強度、剛度至關重要。

2方法
2．1扭矩法
扭矩控制法和螺母轉角法是高強度螺栓常用的緊固方法。扭矩法是以擰緊扭矩與預緊力的關系為依據(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)當做定值，通過控制擰緊扭矩從而控制預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緊力，但重復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)，重復擰緊時螺栓副的摩擦表面被磨光會導致摩擦系數(shù)下降，有關資料表明，扭矩系數(shù)隨重復擰緊次數(shù)的增加而降低。正是由于扭矩系數(shù)的這種不穩(wěn)定性，多次重復使用高強度螺栓容易造成要么預緊力不足，要么預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，從而相應地調整擰緊扭矩的大小，才能精確地控制預緊力，只有在這種情況下，多次重復使用才是可行的。顯然，在絕大多數(shù)塔機使用和安裝單位中是不會也不能確切地掌握每套高強度螺栓副的扭矩系數(shù)的。
2．2轉角法
擰緊螺母時，螺母轉過的角度和螺栓的預緊力有一定的關系，所以，可以用螺母轉角的大小來控制預緊力。采用轉角法緊固時，先轉動螺母到螺栓的預緊力超過A點，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，使板層達到密貼程度。而后進行終擰，終擰是以A點作為起始位置，再將螺母擰轉一定角度，此時螺栓的軸力超過點到達塑性區(qū)域。如圖1所示，由于在yM之間的塑性區(qū)域，螺母轉角存在誤差時所產(chǎn)生的螺栓力變化很小，這就為獲得預定的預緊力提供了保障，也就是說施工時螺母的擰緊程度誤差幾乎不引起預緊力的誤差。而在A區(qū)域之間，同樣大小的螺母轉角誤差所產(chǎn)生的螺栓力變化很大，所以，擰緊在這個區(qū)域是不合適的，因為施工的擰緊程度誤差會引起較大的預緊力誤差。以轉角法精確控制螺栓預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，重復使用高強度螺栓是不
適當?shù)?，因為重復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。

圖1螺母轉角與螺栓軸力關系
綜上所述，無論是扭矩法還是轉角法緊固高強度螺栓，均存在重復使用多次后預緊力不能精確控制而使連接可靠性和安全性下降的危險，這正是JG／T5057．40一l995《建筑機械與設備高強度緊固件技術條件》規(guī)定高強度螺栓重復使用次數(shù)不得超過2次的原由。有些塔機的高強度螺栓曾多次重復使用卻并未發(fā)生問題，這是由于施工者不施加高的預緊力，而只將高強度螺栓如普通螺栓一般使用，高強度螺栓并未起高強度螺栓
的真正作用，幸運的是高強度螺栓發(fā)揮了普通螺栓的作用且還有一定的安全系數(shù)，但安全性遠比正確使用高強度螺栓低。