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【摘 要】 随着建筑工程规模的扩大和建设速度的提高,塔式起重机以其适用范围广、起升高度高、操作简便、运转可靠等特点,在工业和民用建筑施工中得到越来越广泛的应用。由于塔式起重机机身高度较高,稳定性较差,并且移装频繁,在施工过程中,随之而来的是安全事故频发。本文通过对塔式起重机安全事故的原因分析,提出减少事故的措施与建议,希望对施工企业在塔式起重机的安全使用方面有所帮助。
【关键词】 塔式起重机; 事故; 安全生产
一、 基础不稳固引发倒塔事故
(1)塔式起重机基础设在松软土层上,地基承载力达不到要求,在使用过程中,基础发生不均匀沉降,导致塔身倾斜而又没有采取有效的补救措施。(2)塔机基础靠近基坑边坡,,在受载或大雨后,因边坡坍塌而倒塔。(3)基础混凝土材料、配合比不符合要求,浇筑后没有及时对混凝土进行养护,导致混凝土强度达不到要求,提早破裂,地脚螺栓松脱,发生倒塔。(4) 基础平整度达不到要求,没有采取有效措施,地脚螺栓的紧固力矩不够。
二、 安装、顶升、拆卸引发的倒塔事故
(1) 违背安装顺序,没掌握好平衡规律。安装过程中必须首先安装平衡臂,再装1-2块平衡重,使之有适当后倾力矩,然后才能装起重臂。装了起重臂后塔机向前倾,最后再安装剩余的平衡重,使塔机在空载状态有后倾力矩。在拆塔时,一定要先拆平衡重,最多留2块配重块,然后拆起重臂,最后拆留下的平衡重和平衡臂。(2) 顶升时扁担梁没搭好,只搭在爬爪的槽边上,当顶升到一定高度后发生单边脱落,造成整个上部倾斜,导致倒塔。(3) 油缸支座的扁担梁,没有防止横向倾斜的保险销,在顶升时,扁担梁向外翻,没有引起注意,结果横向分力导致扁担梁横向弯曲,在得不到控制的条件下,过大的弯曲变形会引起扁担梁端部从爬爪的槽内脱出,造成倒塔事故。(4) 顶升时装在顶升套架上的两块自动翻转的卡板没有可靠地搭在标准节爬爪的顶部,当油缸回缩使卡板受力时,发生卡板脱落,造成单边受力而使顶部倾斜,引发倒塔。(5) 顶升时回转机构没有制动,在偶然的风力作用下臂架发生回转,致使套架引入门的主弦杆单边受力太大失稳,导致上部倾斜而倒塔。
(6) 顶升时没有调节前、后臂的重心位置,使上部重心偏离油缸轴线太远,导致滚轮的局部轮压太大,使主弦弯曲而倾斜。(7) 套架已顶起一定高度后,液压顶升系统突然发生故障,作业人员缺乏经验,无法及时排除,停留时间过长,遇到大的阵风,容易引发倒塔。(8) 塔机安装附墙装置时,没有设置结实可靠的附着支点,或支点的连接强度达不到要求,当附着架受力时,把支点毁坏,导致上部变形过大而发生重大事故。(9) 受条件限制,附着距离远远超过说明书上的附着距离,不经设计计算,随意增加附着杆的长度,结果导致附着杆局部失稳,上部变形过大而发生倒塔。(10) 塔机超高使用,不经设计计算,随意增加附着高度,在风力作用下,发生附着失效,引发倒塔事故。(11) 在拆卸时粗心大意,没有注意调节前、后臂平衡就拆除回转下支座与标准节的连接螺栓,结果同样会引发顶升时局部轮压过大问题。(12) 在已拆除回转下支座与标准节之间的连接螺栓情况下,进行起吊,结果导致不平衡力矩失控而发生顶部倾斜。(13) 降塔时由于受建筑物的条件限制,容易碰到别的障碍物。在缺乏考虑的条件下,轻易开动回转来避开障碍物,从而很容易造成套架引入门的单根主弦受力过大而失稳倒塔。(14) 在安装时,销轴没有可靠的防窜位措施。有的用铁丝,钢筋代替开口销。日久因锈蚀而发生脱落。销轴失去定位而窜动脱落。会导致重大的倒塔事故。所以加强检查很有必要。
三、 使用維护管理不当引起的倒塔事故
(1)在使用过程中拆除力矩限制器,或者加大力矩限制值,导致超力矩倒塔。(2) 日常保养不善,力矩限制器失灵而没有发现,超出力矩限值仍然继续向外变幅,造成折臂引发倒塔。(3) 斜拉、侧拉起吊重物。不考虑斜拉,侧拉会使吊臂产生很大的横向弯矩,吊臂下弦杆很容易局部屈服,从而发生折臂,引起平衡重后倾下砸,砸坏塔身而倒塔。(4) 用塔吊去拔起深埋地下的物件,没有负载大小的概念,起升机构的惯性冲击引发严重超力矩,造成折臂倒塔。(5) 在有障碍物的场合下高速操作回转,快接近障碍物才停车,因惯性太大失去平衡引发倒塔。(6) 在塔机安装吊臂各节连接过程中,因销轴敲击过重而冲坏卡板的焊缝,而检查维护管理中又没发现,使用过程中中销轴慢慢内滑而脱出,有的销轴卡板用螺钉固定,使用中螺钉松脱而没有发现,或者忘记装开口销,均可造成吊臂折断而引起倒塔。(7) 塔机年久失修,臂架下弦导轨磨损锈蚀严重,检查保养又不注意,造成薄弱处折臂而倒塔。故塔机应当有报废年限的限制。(8) 塔机零部件储存运输中不注意,杆件局部砸弯,已失去应有的承载能力,检查维护时又没引起注意,从而引发事故。
四、 制作质量问题或设计缺陷
(1) 塔顶或回转塔身焊缝过小,在反复起吊作业,应力过大,提前产生疲劳破坏,使顶部突然发生断裂而掉下来,或者单根主弦杆连接焊缝撕裂,而使起重臂下坠,接着平衡臂下坠,砸坏塔身而倒塔。(2) 静不定双吊点拉杆制作精度不好,造成受力不均匀,一紧一松,在起吊中单根拉杆受力过大而破断,导致折臂倒塔。(3) 为减小回转支承规格,未经计算随意改动回转上的支座。因刚度不够,导致产生附加的交变应力,使回转塔身主弦杆产生疲劳破坏,腹杆产生剪切变形,引发严重的安全事故(4) 连接螺栓热处理不过关,过硬过脆,达不到应有的塑性变形余量指标。在交变应力作用下,提早产生疲劳脆断,引起塔身折断倒塔。(5) 塔身截面尺寸偏小,连接套的焊缝应力偏大,又有应力集中,用久了易产生疲劳开裂,引发倒塔。(6) 臂架截面高度偏小,刚度不够,起吊时挠度过大,容易造成向外溜车,又未设置防断绳溜车保护装置,结果在小车牵引绳断裂时失控,小车外溜,加大起重力矩而导致倒塔。(7) 为降低成本,使用劣质钢材,截面尺寸不能保证,强度指标和塑性指标都达不到标准要求。结果造成主弦杆脆断,臂架折断或塔身折断而导致倒塔。(8) 刚性平衡臂式塔机,平衡臂刚度不够,或者桁架式平衡臂的主弦杆局部稳定储备不足,没有考虑到在安装过程中,平衡臂在无拉杆时承受平衡重块的能力,导致在安装中预加平衡重块时,平衡臂根部折弯,平衡重下砸而倒塔。(9) 在吊臂拉杆设计时,只作了宏观应力分析,没考虑到拉杆耳板和圆钢焊接处开槽角点的应力集中,耳板边宽留得不够宽,结果该角点容易产生疲劳断裂,导致拉杆断裂而倒塔。(10) 使用说明书不够细致,操作过程描述不清楚。尤其是拆塔过程叙述过于简单,拆塔过程中缺少必要的指导,引发操作失误。结束语:
塔式起重机安全事故的经验教训告诉我们,只有对设备使用过程中的各个环节进行有效的管理才能有效控制生产过程中的危险因素、消除生产过程中的安全隐患,保证正常生产活动的顺利进行。
参考文献:
[1] 王宏旭,塔式起重机,山出版社,2009
[2] 王小平,浅谈塔式起重机的基础,科技创新导报,2008
[3]车绍敏,塔吊事故原因分析及对策,山西建筑,2011
【关键词】 塔式起重机; 事故; 安全生产
一、 基础不稳固引发倒塔事故
(1)塔式起重机基础设在松软土层上,地基承载力达不到要求,在使用过程中,基础发生不均匀沉降,导致塔身倾斜而又没有采取有效的补救措施。(2)塔机基础靠近基坑边坡,,在受载或大雨后,因边坡坍塌而倒塔。(3)基础混凝土材料、配合比不符合要求,浇筑后没有及时对混凝土进行养护,导致混凝土强度达不到要求,提早破裂,地脚螺栓松脱,发生倒塔。(4) 基础平整度达不到要求,没有采取有效措施,地脚螺栓的紧固力矩不够。
二、 安装、顶升、拆卸引发的倒塔事故
(1) 违背安装顺序,没掌握好平衡规律。安装过程中必须首先安装平衡臂,再装1-2块平衡重,使之有适当后倾力矩,然后才能装起重臂。装了起重臂后塔机向前倾,最后再安装剩余的平衡重,使塔机在空载状态有后倾力矩。在拆塔时,一定要先拆平衡重,最多留2块配重块,然后拆起重臂,最后拆留下的平衡重和平衡臂。(2) 顶升时扁担梁没搭好,只搭在爬爪的槽边上,当顶升到一定高度后发生单边脱落,造成整个上部倾斜,导致倒塔。(3) 油缸支座的扁担梁,没有防止横向倾斜的保险销,在顶升时,扁担梁向外翻,没有引起注意,结果横向分力导致扁担梁横向弯曲,在得不到控制的条件下,过大的弯曲变形会引起扁担梁端部从爬爪的槽内脱出,造成倒塔事故。(4) 顶升时装在顶升套架上的两块自动翻转的卡板没有可靠地搭在标准节爬爪的顶部,当油缸回缩使卡板受力时,发生卡板脱落,造成单边受力而使顶部倾斜,引发倒塔。(5) 顶升时回转机构没有制动,在偶然的风力作用下臂架发生回转,致使套架引入门的主弦杆单边受力太大失稳,导致上部倾斜而倒塔。
(6) 顶升时没有调节前、后臂的重心位置,使上部重心偏离油缸轴线太远,导致滚轮的局部轮压太大,使主弦弯曲而倾斜。(7) 套架已顶起一定高度后,液压顶升系统突然发生故障,作业人员缺乏经验,无法及时排除,停留时间过长,遇到大的阵风,容易引发倒塔。(8) 塔机安装附墙装置时,没有设置结实可靠的附着支点,或支点的连接强度达不到要求,当附着架受力时,把支点毁坏,导致上部变形过大而发生重大事故。(9) 受条件限制,附着距离远远超过说明书上的附着距离,不经设计计算,随意增加附着杆的长度,结果导致附着杆局部失稳,上部变形过大而发生倒塔。(10) 塔机超高使用,不经设计计算,随意增加附着高度,在风力作用下,发生附着失效,引发倒塔事故。(11) 在拆卸时粗心大意,没有注意调节前、后臂平衡就拆除回转下支座与标准节的连接螺栓,结果同样会引发顶升时局部轮压过大问题。(12) 在已拆除回转下支座与标准节之间的连接螺栓情况下,进行起吊,结果导致不平衡力矩失控而发生顶部倾斜。(13) 降塔时由于受建筑物的条件限制,容易碰到别的障碍物。在缺乏考虑的条件下,轻易开动回转来避开障碍物,从而很容易造成套架引入门的单根主弦受力过大而失稳倒塔。(14) 在安装时,销轴没有可靠的防窜位措施。有的用铁丝,钢筋代替开口销。日久因锈蚀而发生脱落。销轴失去定位而窜动脱落。会导致重大的倒塔事故。所以加强检查很有必要。
三、 使用維护管理不当引起的倒塔事故
(1)在使用过程中拆除力矩限制器,或者加大力矩限制值,导致超力矩倒塔。(2) 日常保养不善,力矩限制器失灵而没有发现,超出力矩限值仍然继续向外变幅,造成折臂引发倒塔。(3) 斜拉、侧拉起吊重物。不考虑斜拉,侧拉会使吊臂产生很大的横向弯矩,吊臂下弦杆很容易局部屈服,从而发生折臂,引起平衡重后倾下砸,砸坏塔身而倒塔。(4) 用塔吊去拔起深埋地下的物件,没有负载大小的概念,起升机构的惯性冲击引发严重超力矩,造成折臂倒塔。(5) 在有障碍物的场合下高速操作回转,快接近障碍物才停车,因惯性太大失去平衡引发倒塔。(6) 在塔机安装吊臂各节连接过程中,因销轴敲击过重而冲坏卡板的焊缝,而检查维护管理中又没发现,使用过程中中销轴慢慢内滑而脱出,有的销轴卡板用螺钉固定,使用中螺钉松脱而没有发现,或者忘记装开口销,均可造成吊臂折断而引起倒塔。(7) 塔机年久失修,臂架下弦导轨磨损锈蚀严重,检查保养又不注意,造成薄弱处折臂而倒塔。故塔机应当有报废年限的限制。(8) 塔机零部件储存运输中不注意,杆件局部砸弯,已失去应有的承载能力,检查维护时又没引起注意,从而引发事故。
四、 制作质量问题或设计缺陷
(1) 塔顶或回转塔身焊缝过小,在反复起吊作业,应力过大,提前产生疲劳破坏,使顶部突然发生断裂而掉下来,或者单根主弦杆连接焊缝撕裂,而使起重臂下坠,接着平衡臂下坠,砸坏塔身而倒塔。(2) 静不定双吊点拉杆制作精度不好,造成受力不均匀,一紧一松,在起吊中单根拉杆受力过大而破断,导致折臂倒塔。(3) 为减小回转支承规格,未经计算随意改动回转上的支座。因刚度不够,导致产生附加的交变应力,使回转塔身主弦杆产生疲劳破坏,腹杆产生剪切变形,引发严重的安全事故(4) 连接螺栓热处理不过关,过硬过脆,达不到应有的塑性变形余量指标。在交变应力作用下,提早产生疲劳脆断,引起塔身折断倒塔。(5) 塔身截面尺寸偏小,连接套的焊缝应力偏大,又有应力集中,用久了易产生疲劳开裂,引发倒塔。(6) 臂架截面高度偏小,刚度不够,起吊时挠度过大,容易造成向外溜车,又未设置防断绳溜车保护装置,结果在小车牵引绳断裂时失控,小车外溜,加大起重力矩而导致倒塔。(7) 为降低成本,使用劣质钢材,截面尺寸不能保证,强度指标和塑性指标都达不到标准要求。结果造成主弦杆脆断,臂架折断或塔身折断而导致倒塔。(8) 刚性平衡臂式塔机,平衡臂刚度不够,或者桁架式平衡臂的主弦杆局部稳定储备不足,没有考虑到在安装过程中,平衡臂在无拉杆时承受平衡重块的能力,导致在安装中预加平衡重块时,平衡臂根部折弯,平衡重下砸而倒塔。(9) 在吊臂拉杆设计时,只作了宏观应力分析,没考虑到拉杆耳板和圆钢焊接处开槽角点的应力集中,耳板边宽留得不够宽,结果该角点容易产生疲劳断裂,导致拉杆断裂而倒塔。(10) 使用说明书不够细致,操作过程描述不清楚。尤其是拆塔过程叙述过于简单,拆塔过程中缺少必要的指导,引发操作失误。结束语:
塔式起重机安全事故的经验教训告诉我们,只有对设备使用过程中的各个环节进行有效的管理才能有效控制生产过程中的危险因素、消除生产过程中的安全隐患,保证正常生产活动的顺利进行。
参考文献:
[1] 王宏旭,塔式起重机,山出版社,2009
[2] 王小平,浅谈塔式起重机的基础,科技创新导报,2008
[3]车绍敏,塔吊事故原因分析及对策,山西建筑,2011