塔式起重机塔身高强度螺栓预紧的现状浅析

塔式起重机存在的问题与解决方式塔式起重机在现代各行业中是重要的垂直运输装备，起着巨大的作用。

可是，因为塔式起重机的特性、外界环境的影响和操作人员的技术等问题，导致塔式起重机在实际投入使用时出现多种故障。

文章将主要分析塔式起重机存在的问题，并找出造成问题的原因，最后提出解决策略。

标签：塔式起重机；问题；解决方式塔式起重机是建筑施工中非常重要的设备，具有起升度高、覆盖面积大等优点，同时又具有重心高、危险系数高的缺点，导致在操作中经常发生安全事故，给人们的生命及财产安全带来损害。

因此，非常有必要分析塔式起重机存在的问题，找出问题的原因，再针对性进行解决，保障塔式起重机的操作安全。

1 塔式起重机在设计时存在的问题1.1 设计刚度不够在设计塔式起重机时，一般情况下都要结合企业的成本费用，因而在选材阶段，就会考虑选择经济适用的原材料。

设计的塔式起重机投入使用时，就会发现材料的刚度不够，与设计标准和要求不相符合，就会导致其重臂的根部部位出现变位情况，塔式起重机的可靠性和安全性不能够得到保证。

1.2 设计变幅机构时，经常运用蜗轮蜗杆装置依靠自锁制动许多事实已经证明，塔式起重机在出厂时，自锁功能还勉强能够使用，经过使用一段时间后，这种作用就无法发挥。

这主要是在起初使用时，蜗轮蜗杆幅很新，没有被大量破损，当使用一段时间后，蜗轮蜗杆幅就会被极大磨坏，塔臂处经常会发生倾斜，如果在小车停电后，受到惯性的作用，就会持续往前滑行，最终导致发生事故。

1.3 没有使用可靠的限位装置一些塔式起重机运用力矩、重量和幅度[1]三线一体的限位装置，主要使用刹车钢丝绳测量结构的负载变形，尽管比较创新，可是经过实际使用检验以后，发现这种限位装置结构不稳固，一个月后就会发生损坏。

1.4 采用的钢丝绳过渡滑轮直径不够在设计塔式起重机时，采用的滑轮使钢丝绳弯曲的半径太小，而且容易弯曲破坏[2]。

另外，选用的滑轮材质磨耐性不够好，导致滑轮多次更换，这是钢丝绳使用周期无法延长的最根本原因。

高强度螺栓在塔式起重机上的错误用法及预防对策摘要：对塔式起重机上高强度螺栓在使用上容易被忽视的几个问题的探讨关键词：高强度螺栓突发性事故随着城市的发展，高层建筑俱增，塔式起重机的应用越来越广泛。

然而，由于对高强度螺栓的不正确使用，使高强度螺栓疲劳断裂和连接失效成为塔式起重机较为隐蔽的事故形式，甚至在正常操作情况下发生倒塔事件，造成群死群伤的突发性事故。

错误做法：1、高强度螺栓的防松采用弹簧垫圈。

《建设机械与设备高强度紧固件技术条件》JG/T5057.40-1995的规定，“当使用8.8级或9.8级螺栓时，一般不允许采用弹簧垫圈防松。

使用其他性能等级的螺栓，绝不允许采用弹簧垫圈防松。

建议采取下述防松方法：采用双螺母防松，二个螺母应相同”。

大六角高强度螺栓的连接副是由一个螺栓、一个螺母、二个垫圈组成，安装时，螺栓和螺母每侧配备一个垫圈，但是，许多安装单位却额外增加了一个弹簧垫圈。

诸不知，高强度螺栓是靠施加很大的预紧力而产生作用并通过连接件间的摩擦力来传递外力的，如果加了弹簧垫圈，弹簧垫圈本身不能承受那么大的预紧力，会有被压碎的可能。

如此不但起不到防松的作用，反而会使高强度螺栓因为没有足够的预紧力而松动、连接失效，造成倒塔事故2、高强度螺栓重复使用。

《建设机械与设备高强度紧固件技术条件》JG/T5057.40-1995规定：“高强度螺栓、螺母，使用后拆卸下再次使用，一般不得超过两次。

且拆下的螺栓、螺母必须无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象。

否则应禁止再用于受力构件的连接。

”高强度螺栓连接，是通过对螺栓本身施加很大的预紧力而使连接件间产生的摩擦力来传递外力的，这种情况下高强度螺栓受力较大。

因此，高强度螺栓一般是不允许重复使用的，只有在螺栓、螺母无任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象的情况下才允许使用，但不得超过两次。

然而塔式起重机在实际使用过程中却普遍存在设备从购置使用以来，其高强度螺栓一直被多次重复使用现象，使高强度螺栓失去了它应有的功效。

塔式起重机高强螺栓预紧施工工法塔式起重机高强螺栓预紧施工工法一、前言塔式起重机是用于重型物体起吊和搬运的重要设备，其安全和稳定性对于工程的顺利进行至关重要。

而高强螺栓作为连接起重机各部件的关键部件，其紧固效果直接影响到整个起重机的稳定性和安全性。

本文将介绍一种塔式起重机高强螺栓预紧施工工法，通过对施工过程的详细描述和分析，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。

二、工法特点塔式起重机高强螺栓预紧施工工法具有以下几个特点：1. 采用高强度螺栓，提高了连接的紧固性和稳定性；2. 通过预紧施工工法，确保螺栓的紧固力符合设计要求；3. 施工过程中能够充分考虑塔式起重机的特殊性和复杂性。

三、适应范围该工法适用于各类塔式起重机的高强螺栓预紧施工，无论是新建还是维修工程都可以采用该工法。

四、工艺原理该工法的工艺原理是通过预紧施工工法，使螺栓的紧固力达到设计要求。

首先，根据起重机的结构和负荷特点，确定需要预紧的螺栓数量和位置。

然后，使用专业设备进行螺栓的预紧，确保其达到设计要求的紧固力。

最后，对预紧后的螺栓进行检查，确保其紧固力的稳定性和可靠性。

五、施工工艺1. 准备工作：安全检查、材料准备、设备检查等。

2. 螺栓定位：根据图纸和设计要求确定需要预紧的螺栓位置。

3. 预紧施工：使用专业设备对螺栓进行预紧，根据设计要求设置预紧力和预紧顺序。

4. 检查和验证：对预紧后的螺栓进行检查和验证，确保其紧固力符合设计要求。

5.记录和整理：对施工过程进行记录和整理，包括螺栓位置、预紧力和检查结果。

六、劳动组织根据具体工程的规模和进度，合理安排人力资源和时间计划，确保施工进度和质量。

七、机具设备1. 高强度螺栓和螺母：采用高强度螺栓和螺母，确保其承载力和紧固性；2. 预紧设备：包括扳手、扭矩扳手、液压扳手等，用于对螺栓进行预紧。

八、质量控制 1. 施工过程中严格按照设计要求进行施工，确保螺栓预紧力的准确性和稳定性；2. 对螺栓进行检查和验证，确保其紧固力符合设计要求。

塔式起重机塔身高强度螺栓的应用
塔式起重机是建筑工地上常见的一种起重设备，其塔身是支撑
整个设备的关键部分，高强度螺栓的应用对于提升安全性、确保设
备稳定性至关重要。

首先，塔式起重机塔身高强度螺栓的应用可以提高起重机的安
全性。

由于塔身是支撑起重机的关键部分，因此需要有足够的承重
能力以保证起重机的安全运行。

高强度螺栓有着更高的抗剪切和承
载能力，可以保证塔身在承受重量时不会发生损坏、断裂等危险情况。

并且，高强度螺栓的固定性能使得塔身连接紧密，不会发生松
动现象，在遇到风雨等天气恶劣情况时也能够抵御一定的风荷载压力。

其次，塔式起重机塔身高强度螺栓的应用可以确保设备的稳定性。

在工程建设中，建筑物的高度和重量都是很大的，如果在建设
中发生设备倾斜或倒塌等现象，将会对人员和物资造成严重的影响。

高强度螺栓的应用能够有效地保证塔身的稳定性和可靠性，因此在
困难的工程环境中使用起重设备时会使人感到更加安全和舒适。

最后，塔式起重机塔身高强度螺栓的应用可以增加塔身的使用
寿命。

高强度螺栓可以抵御强大的外在力量，减少受力点的缺陷和
损坏，有利于减缓起重机塔身的损耗，延长其使用寿命，降低了设
备的维护和更换成本。

总而言之，塔式起重机塔身高强度螺栓的应用能够提高塔身的
安全性，确保设备的稳定性和使用寿命，为建筑工地的施工工作提
供了更加安全和有效的手段。

1。

塔式起重机高强度螺栓的预紧力与重复使用王保卫谢智全贺习福深圳市特种设备安全检验研究院深圳518029摘要：通过对塔式起重机（以下简称塔吊）塔身连接的高强度螺栓连接副的受力分析，得出预紧力的重要性，然后又介绍两种控制高强度螺栓预紧力的方法，得出高强度螺栓重复使用次数不得超过2次的原由。

关键词：高强度螺栓；预紧力；扭矩法；转角法Abstract: Through the stress analysis of the tower crane high strength bolt connection, obtained that the importance of preload, and then describes two control methods of high strength bolt preload, obtained the reason of re-use high strength bolts no more than 2 times.Keywords：high strength bolt; preload; torque method; corner method高强度螺栓连接方式由于其对于被连接件制作精度要求低，连接方便、成本低廉而广泛应用于中小型塔式起重机的塔身连接上。

但由于施工安装人员缺乏对该种连接方式的认识，往往不按规定控制预紧力，而只将高强度螺栓如普通螺栓一般多次重复使用，高强度螺栓并未起高强度螺栓的真正作用。

本文从分析预紧力对高强度螺栓连接的重要性入手，结合工程实际，得出预紧力的重要性，然后又介绍两种控制高强度螺栓预紧力的方法，得出高强度螺栓重复使用次数不得超过2次的原因。

高强度螺栓的连接方式及受力分析高强度螺栓连接按其受力状况，可分为两种类型，一种是只受预紧力作用的螺栓连接，这种螺栓连接靠螺栓预紧力在被连接件结合面产生的磨擦力传递工作载荷；另一种是承受预紧力和工作载荷的紧螺栓连接，工作时受力情况比较复杂，应从分析螺栓连接的受力和变形关系入手，求出螺栓总拉力的大小。

1、受拉螺栓的预紧⼒与外⼒间的关系 若将螺母充分拧紧，则螺母在螺栓的轴线⽅向前进了h，必然会使螺栓受到预紧⼒⽽使板受到压⼒，假定沿板间将螺栓切断，⽤P代表预紧⼒，T代表板间的挤压⼒，由平衡条件得到P=T，即预紧⼒与挤压⼒相等，此时螺栓杆的伸长Δl1，板的挤压变形量为，若以E1和A1代表螺栓杆的弹性模量和截⾯积，E2和A2代表板的弹性模量和截⾯积。

（1）当外⼒N作⽤时，由于此⼒并不直接加在螺栓上，⽽是加在被连板上，因⽽将被连件趋于分开，压缩变形减⼩，减少了板间的挤压⼒，使挤压⼒由减⼩为，此时由平衡条件有：外⼒N继续增加，当加⼤到板间原来的压缩变形完全消失=0，板间的挤压⼒也随之消失，与之平衡的预紧⼒也随之消失。

但并不意味着螺栓不承受拉⼒，反之，当板间的压缩变形完全消失后，螺栓相应被拉长了，使螺栓拉长的⼒的增量。

（2）⼀般情况下，E1和E2近似相等，但连接件的⾯积⽐螺杆的截⾯积A1⼤得多，假设E1=E2，A2=10A1，代⼊（2）式ΔP=0.1P. 由以上分析可知，拉⼒螺栓连接必须施加预紧⼒，被连接件受到挤压，当承受外⼒时，连接件间的挤压⼒随外⼒增⼤⽽减⼩，预紧⼒也减⼩。

当外⼒加⼤到使两连接件刚好分开时预紧⼒减⼩为零，螺栓所受的拉⼒将⼤于原来静连接时施加的预紧⼒。

2、⾼强度螺栓连接的特点 ⾼强度螺栓的杆⾝采⽤经过热处理的45号钢或合结钢，其性能等级为8.8级、10.9级或更⾼。

螺母和垫圈为相应性能等级的钢材制成，安装时要求将螺栓拧得很紧，取得很⼤的预紧⼒，将构件接触⾯压紧。

摩擦型的⾼强度螺栓完全依靠接触⾯间的摩擦⼒来传递剪⼒，并以出现滑移为承载能⼒的极限状态。

承压型的⾼强度螺栓以连接失效为承载能⼒的极限状态，并以出现滑移为正常⼯作的极限状态。

所施加的预紧⼒⼀般为螺栓材料净截⾯积与屈服极限乘积的0.7倍，所选⽤的⼯作拉⼒应⼩于预紧⼒，以使构件接触⾯间仍有残余预紧⼒，保证正常⼯作的可靠性。

3、塔机塔⾝标准节套管连接螺栓 塔⾝标准节为主要受⼒构件，⼯作时承受轴⼒、弯矩及扭矩。

612016.10建设机械技术与管理1 有限元模型的建立1.1 模型简化下支座结构按实体模型建模，省略对计算结果影响甚微的平台、爬梯及扶手等建模。

回转支持按JB/T 2300中数据建立实芯的实体模型，因其在计算中只起传力作用，其本身受力不做关注，由供应商提供性能曲线进行保证。

螺栓的螺纹不建模，螺母及垫片简化为圆管。

其模型如图1所示。

1.3.3 载荷每个螺栓依次加螺栓预紧力，先按初始预紧力进行加载。

起重机设计计算考虑的载荷情况包括：无风正常工作情况；有风正常工作情况（尾吹风和侧吹风等）；特殊载荷作用的工作情况和非工作情况（包含安装、拆卸载荷，试验载荷，意外停机引起的载荷，机构失效引起的载荷，非工作状态风载荷及其他气候载荷等）；根据前述各种载荷组合，选择受力最大的起重臂40m 臂长时有风正常工作情况头部载荷作为计算。

其最大头部载荷见表1：摘　要：我们在进行塔式起重机结构有限元模拟计算时，常常采取接触面之间绑定进行有限元计算，忽略了螺栓预紧力对塔式起重机结构件局部影响，容易造成应力超出材料本身应力而未被发现，存在一定的安全隐患。

塔式起重机实际工况中，螺栓预紧力在上支座结构和下支座结构与回转支承的连接中普遍存在。

本文以下支座结构与回转支承连接施加螺栓预紧力为例进行说明。

关键词：预紧力结构有限元影响螺栓预紧力对塔式起重机结构设计的影响Influence of Bolt Preload on Structure Design of the Tower Crane中联重科股份有限公司 马文奎/MA Wenkui 冯 军/Feng Jun1.3.4网格划分为了提高计算效率，尽可能多的采用六面体网格，本示例模型中用了82次剖分。

共划分了90646个网格，精度适中，满足要求。

2 有限元结果分析及对比2.1 不加螺栓预紧的结果不加螺栓预紧的结果见图2和图3，最大应力310.9MPa ，位置在销轴孔处，且应力区不大，从计算结果看，该下支座结构受力满足。

分析塔式起重机日常检查中存在的问题及处理措施1 引言起重机械的广泛使用一方面提高了劳动生产率、降低了劳动强度，另一方面由于起重机械在安装和使用过程中相关人员的马虎大意，常常出现起重机械安装不规范问题，引发各类安全隐患、甚至直接导致建筑起重机械安全事故，严重威胁人民的生命、财产安全。

本文引用塔式起重机相关标准，结合日常检查中发现塔式起重机存在的安全隐患，提出正确的处理方式，以利于更好地消除安全隐患、保障安全、高效生产。

2 塔式起重机存在的问题分析及处理( 由于文章篇幅有限，仅抽取一些关键部位进行分析)2. 1 主要承载结构件( 1) 存在现象: 起重臂横腹杆缺失、起重臂腹杆开裂; ( 2) 设置要求: ①塔机主要承载结构件及其焊缝应无可见裂纹，结构件无整体或局部塑形变形; ②结构件母材不应出现严重的腐蚀或磨损; ( 3) 处理措施:①设备进场安装前进行全面检查，对设备进行维修保养;②对已存在缺陷的结构件进行更换，不方便更换的需厂家安排技术员进行修复后使用。

2. 2 爬升系统( 1) 存在现象: 顶升导向轮销轴固定不可靠、顶升踏步变形开裂;( 2) 设置要求: ①顶升支承梁、爬爪、爬升支承座应无变形、可见裂纹等缺陷; ②顶升套架导向滚轮应齐全，安全位置正确可靠; ( 3) 处理措施:①设备安装前进行全面检查，对设备进行维修保养; ②对已存在的问题，安排技术员落实整改后使用，不能整改的需更换后才能使用。

2. 3 作业环境( 1) 存在现象: 起重臂覆盖变压器、高压线，防护不完善; 相邻塔机间安全距离不符合要求; ( 2) 设置要求: ①塔机任何部位与架空输电线的距离应符合表中的规定，否则必须采取有效安全防护措施; ②塔机尾部与周围建筑物及外围施工设施之间的距离在非工作状态，塔机回转部分应能在360自由旋转; ③低位塔机臂架端部与高位塔机与另一台塔机塔身间水平距离2m，高位塔机的最低位置与低位塔机的最高位置部件的垂直距离 ( 3) 处理措施: ①起重臂投影范围覆盖有变压器、高压线的防护措施: a. 增加动力备用电源，预防突然停电时能够提供动力塔吊卸载、完成收钩动作。