塔吊电梯标准节螺栓螺母在上还是下?问你为什么你知道吗?

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上还是下,这是个值得思考的问题
       “螺杆、螺母,项目上很不起眼的一对搭档,正是如此,谁上谁下的问题,一直处于一种随意性的状态,而笔者觉得这应该是个值得思考并规范化的问题。”
举个例子
    2012年9月13日下午13时10分许,“东湖景园”项目部包括粉刷工人和电梯安装人员等19人,在施工升降机操作人员不在场的情况下,乘坐一台SCD200/200型施工升降机上工。施工升降机在上升过程中突然失控,直冲顶层后直坠地面,造成了19人死亡的重大安全事故。事故发生的直接原因就是,事故施工升降机导轨架第66和67节标准节连接处的4个连接螺栓只有左侧两个螺栓有效连接,而右侧(受力边)两个螺栓的螺母脱落,无法受力。在此工况下,事故升降机左侧吊笼超过备案额定承载人数(12人),承载19人和约245公斤物件,上升到第66节标准节上部(33楼顶部)接近平台位置时,产生的倾翻力矩大于对重体、导轨架等固有的平衡力矩,造成事故施工升降机左侧吊笼顷刻倾翻,并连同67-70节标准节坠落地面。
    随后,在2013年10月11日上午,全国建筑安全生产工作电视电话会议在京召开,住房城乡建设部副部长郭允冲出席会议并讲话。郭允冲在讲话中通报了今年1—9月全国建筑安全生产形势以及湖北省武汉市“913”重大安全事故有关情况,并在会议中指出:根据事故调查的现有情况分析武汉施工电梯即有螺栓掉落,认为应改变螺母安装方式
“上还是下”的现状
    关于建筑施工起重设备(目前主流为塔式起重机和施工升降机)的连接螺栓的连接方式,有两种做法,一种是传统的也是最常见的做法,就是螺杆在上,螺母在下(以下简称为方式一);一种是螺杆在下,螺母在上(以下简称为方式二),两种截然不同的连接方式皆因机械安拆单位和现场管理人员的思维而定,安全性得不到保证,安全管理存在随意性。
    本人甚至见过有的施工升降机标准节的同一截面采用两上两下、交错布置的形式,毫无规则可言。
 
图1 方式一(螺杆在上,螺母在下)
图2 方式二(螺杆在下,螺母在上)
孰优孰劣?
    方式一的优点有两个方面,一是雨水不容易从上往下渗透进螺母和螺杆之间的缝隙,能减少螺杆锈蚀,二是安装相对方便。缺点是不符合规范要求,螺母脱落后不易被发现。
    方式二的优点表现为,一是符合《建筑施工升降机安装、使用、拆卸安全技术规程》(JGJ215-2010)4.2.21中对施工升降机“安装标准节连接螺栓时,宜螺杆在下,螺帽在上”的规定,在条文说明4.2.21中,有以下描述“若螺杆在上,螺母在下安装,则当螺母脱落后螺杆仍然在原位,不易被检查人员发现,进而导致施工升降机安全事故的发生。因此在安装螺栓时,宜螺杆在下,螺母在上,易于及时发现安全隐患。”,二是螺母松退、脱落后,螺杆完全脱落,易于检查发现螺母脱落,从而能及时的补缺。缺点是雨水容易从上至下渗透进螺杆和螺母之间的缝隙,导致螺杆锈蚀,且安装不便。
    两种不同的安装方式还涉及到一个伪理论,那就是大部分人的固有思维中认为,采用方式一的安装方式一旦螺母脱落,螺杆尚存,安全性相对较高,而方式二的安装方式,一旦螺母脱落整个螺杆完全脱落,安全性不高。严格来说,无论采取何种连接方式,螺栓连接中螺母脱落就意味着连接失效,不存在安全一说。
支持者说
    针对两种不同安装方式优缺点的对比,可以从三个方面来支持采用方式二的做法:
    1 采用方式一的连接,螺母脱落发生以后,日常安全检查不易发现,容易造成安全事故;采取方式二的连接,螺母脱落以后,日常的安全检查中,极易被发现,能及时的处理,避免机械事故的发生。
    2对于采用方式二的连接,从而可能导致螺杆的锈蚀问题,一是可以根据机械使用说明书提供的机械数据,针对螺杆尺寸,生产可以盖住螺母和螺杆尾部的雨帽,并应具有鲜艳的警示颜色作为标记,既可防雨,也方便检查,一旦发现缺失,可迅速组织处理;二是可以加强起重机械的维护保养,减缓螺杆的锈蚀问题。
    3 对于安装的方便性问题,更多的则是牵涉到人的行为习惯,一旦确立了安装方式,那么就必须按照要求来执行,如果是仅仅因为方便性而留下安全隐患,则是得不偿失。
应该怎么办
    连接螺杆虽然是塔吊安装使用过程中一个很微小的部分,但是对起重机械的安全运行起到的是至关重要作用,因此作为项目的管理者,应具体抓好以下几个方面:         
    1、螺杆质量控制
根据《施工升降机》(GB/T10054)第5.2.1.11条对连接螺栓的强度作了相关规定:施工升降机传动系统、导轨架、附墙架、对重系统、齿条、安全钩及吊杆底座等的安装连接螺栓的强度等级不应低于8. 8级。安装前需参照使用说明书仔细核对螺栓和螺母的规格,严禁采用非标件。
    2、安装过程控制
    2.1高强螺栓连接副
从机械设计理论关于螺栓螺母紧固方式进行分析,连接螺栓使用双螺母或或单螺母加弹簧垫圈能确保螺母与螺栓连接具有足够的预紧力,并且在反复受力时不易发生螺母松动和脱落,而单螺母不具备防止螺母松退、脱落的作用,在使用工况中可能导致螺母松退、脱落,螺栓连接失效进而导致起重机械垮塌事故。起重机械在安装过程中,由于安装单位和作业人员对安装双螺母或者单螺母加弹簧垫圈的作用和重要性不甚了解,或为了偷工减料图省事而大量采取单螺母的安装形式,为起重机械的安全使用埋下了极大的安全隐患。
    2.2螺杆外露长度
    连接螺栓过短、螺杆露出螺母端部未留有足够的丝扣长度。如果连接螺栓过短未伸出螺母,螺栓在反复受力的状态下,螺母容易脱落,引起事故的发生。一般,螺杆露出螺母端部的长度不应少于3扣,且不得小于10mm。
    2.3拧紧力矩
    《建筑施工安全检查标准 》(JGJ59-2011)3.17.4中规定“高强螺栓、销轴、紧固件的紧固、连接应符合规范要求,高强螺栓应使用力矩扳手或专用工具紧固”,在《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程》(JGJ196-2010)中安装自检表中规定主要连接螺栓紧固力矩应达到说明书要求。在《塔式起重机安全规程》(GB5144-2012)4.2.2.4中规定采用高强度螺栓连接时,其连接表面应清除灰尘、油漆、油迹和锈蚀,应使用力矩扳手或专用扳手,按使用说明书要求拧紧。通过翻阅常用起重机械的使用说明书,不难发现,其中均有关于拧紧力矩的说明,因此在其中机械安装过程中应遵循使用说明书要求使用力矩扳手按照要求拧紧螺栓。
    4、使用检查
加强项目部管理人员和维保单位的日常巡查力度,真正将检查落到实处,重点针对起重机械标准节连接处的可靠性、安全性进行肉眼观察是否有明显缺陷;月度检查采用目测检查锈蚀情况,专用扳手检查连接螺栓和螺帽的松动情况。在使用检查的过程中发现任何缺陷,立即指派人员根据缺陷严重情况做出对塔机停用、维修、部分或整体检查、限制性使用等决定。
    5、维护保养
由于南方地区尤其湖南梅雨季节所带来的降水较多,螺杆锈蚀严重,加之保养不到位,在检查中发现有些标准节的连接螺栓锈蚀相当严重,若施工升降机在安装或维修保养时对锈蚀的螺栓未及时更换,极易引起事故的发生。
想想怎么做
    在国内部分地区已经有建筑工程安监部门在《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011的基础上对起重机械设备维保月检使用表格进行了统一,并就螺栓连接的问题已做出具体的修改。
    相信在不久的起重设备的安全操作技术规程上,我们会看到关于连接螺杆更细化的条文,在项目的日常安全管理方面,我们也应当逐步规范螺杆布置,督促安装单位按规定进行维护保养,加强项目对起重机械的使用检查,发现隐患及时处理,保证设备的安全运行,守护企业的安全和工人的生命。


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