建筑塔起事故分析及其预防

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近年来，随着城市建设的快速发展和高层建筑物的增加，塔式起重机(以下简称塔机)的使用越来越普遍，重大伤害事故的发生率也在不断提高。因此，针对起重机械使用安全状况包括建筑工程建设工地使用的起重机械安全状况，各有关单位联合对在用的塔机进行了全面的检验检查，对存在的问题、隐患和已发生的事故进行全面的总结和分析，提出相应的补救或预防措施，以供参考。
0 k" B& W5 G# q+ {& x7 h3 k" G1塔式起重机事故或隐患的分类及预防
1．1制造质量的问题
/ ^" w  d& Q8 `+ E; P9 R(1)结构的材质质量和焊接质量问题结构件的质量问题包括构件的材料质量与焊接质量。
①起重机材料质量问题包括材质的正确选用及材料质量保证(材质宏观质量和化学成份微观质量)，特别是起重机金属结构的关键件用材，比如：平衡臂架、起重臂架、塔身标准件、拉杆、转台、小车架和底架等。2003年某台QqZ25型塔式起重机在其塔身主弦杆断裂处取样检验的材料质量分析中，其角钢的厚度测量有多处未达到材料厚度标准的规定，且金相检验表明，其材料存在大量硅酸盐、氧化物夹杂。当这些缺陷遇热影响区、高应变速率及高应力集中等特定因素时，这些因素对内在缺陷的扩展直至材料破坏起到了重要的作用。2004年某台塔机，从塔身标准件主肢角钢折断的断口分析中，发现角钢的材质存在严重问题：所用材质冶金质量太差，夹杂物多、杂质元素过多、存在夹层和明显的纵向裂纹。由于多次刷涂油漆，安装人员和检验人员在安装、检验的宏观目测过程中很难发现缺陷。
②结构件的焊接质量问题。在焊接结构的生产中，由于结构设计不合理，构件、焊条(焊丝)材料与接头不符合要求，焊接工艺不合理或焊工操作技术等原因，常使焊接接头产生各种缺陷，常见的焊接缺陷有：焊缝外形尺寸不符合要求以及咬边、焊瘤、夹渣、气孑L、未焊透和裂纹等，其中以未焊透和裂纹的危害性最大。例如，2003年四川某厂生产的QTZ60型塔机在施工时，由于标准节间的高强度螺栓连接耳板未焊透(经查，脱焊处的焊缝金属有密集型气孔8个，直径分别为0．803．10Innq不等；2只连接耳板座其中1只一侧焊接部位未发现熔合区，另一侧略见少量熔合区，且焊缝根部发现未焊透：长度3．5mm；另一只耳座一侧焊接部位有熔合区，另一侧则无熔合区。)，导致塔机倒塌，造成重大人员伤亡事故。未焊透的主要原因是工件表面有铁锈和油污、坡口角度或间隙太小，焊接速度太快和电流过小，最根本原因则是企业及工人(焊工)管理水平、技术素质的低劣及质量意识的淡薄。
(2)塔机拼装焊接、装配后的制造质量问题任何一台塔机，不论其技术性能还是构造上有什么差异，总可分解成为3个部分：金属结构，工作机构和驱动控制系统。
①金属结构部分约占塔机自身质量的70％一80％，承受各种工作负荷。塔机各金属结构件拼装焊接后，不但要求其保证焊接质量，还要严格控制各结构件的形状与位置达到图纸及相关的标准规范：耍求，如直线度、垂直度、波浪度、同轴度、平行度及扭曲等。否则会引起起重机结构严重损坏乃至塔机倾翻、折断、小车架坠落等灾难性事故，造成人员伤亡、设备与建筑物损坏。在对塔机检验检查：吐程中，经常会发现重要构件存在着事故隐患，例如：塔机的起重臂架(特别是小吨位的塔机如QT／AO、QTZ31．5)主弦杆的方钢或槽钢的波浪度(直线度)的超差，从而引起小车行走时的剧烈抖动，极易引起小车脱轨或坠落；起重臂、拉杆因制造时或运输过程中产生的扭曲变形，导致安装时不能就位而影响起重机的整体安装质量等等。
②塔机的各工作机构(起升、变幅、回转、顶升)在组装过程中必须考虑其相对独立性和塔机整体一致性，否则容易引起其主要零部件和结构件的损坏。例如：某质量很好的QTZ63型塔机，其起升机构在平衡臂的定位过程中，因为卷筒或导向滑轮中心线与塔机前后臂架中心轴线的不相一致，钢丝绳绕进或绕出卷筒或导向滑轮时偏斜的最大角度远远大于4°，引起卷筒上排绳杂乱，各层之间及相邻钢丝绳磨损断丝加剧、断丝增多，减小钢绳寿命，当积累到一定程度时，便导致了钢丝绳的突然断裂，引起重大的人身设备安全事故。又如：塔机中起升机构、变幅机构的钢丝绳脱槽止挡和防跳装置，在实际制造、安装过程中很容易忽略这一小节，使滑轮钢丝绳跳槽装置与滑轮最外缘的间隙超过规范规定，当起升钢绳或变幅钢绳在振动、松动及滑轮侧面跳槽脱出，与侧板棱角或定滑轮轴挤压引起钢丝绳损伤以致断裂。
(3)其他问题
如栏杆下面没有护脚板或其高度不符合规范要求；走台的防滑网孔面积超标；爬梯的宽度和踏步挡距离不符合规范要求；休息小平台不按规定设置；有的甚至没有幅度指示标牌等等。
1．2安装质量问题
1 m- w* N+ y) J: Y& R塔机转移频繁、安装次数多，其安装质量的好坏直接影响塔机本身寿命及使用安全。塔机在拆装时危险性较大，故在安装、架设和拆卸时，必须予以高度重视，充分掌握起重机性能和特点，方可实施安装、架设和拆卸，以免发生意外。
% }+ z* l. l6 |- i1 |! J(1)塔机金属结构件的安装、连接，整体的形位偏差及各个工作机构的安装与固定。塔机的钢结构是起重机的骨架，其安装质量的好坏直接关系到塔机的使用安全。比如：塔身(标准件间连接)垂直度的安装控制；不同起重臂长平衡重数量的选择；各个零部件连接正确、可靠，高强度螺栓预紧力大小、销轴配合间隙、开口销的固定以及有起重机“经络”之称的钢丝绳的穿绕、绳端固定和保护，安装后不能产生硬弯、笼形畸变、松股、断丝、露芯等现象。在以往的塔机检查中，主要发现以下问题：
①塔机塔身标准件间高强度螺栓松动或是未有双螺母防松等；
②起重臂标准件间、前后拉杆间及拉杆与臂架间等联接销轴防松开口销未打开，甚至开口销都未插上锁上；
③平衡配重块的数量与装配的起重臂架长度不一致(这种现象比较少见)；
④钢丝绳被压扁、笼形变形、绳股脱出或是被点焊断丝断股等(安装时损坏)；
$ T' A( m% a3 y+ w0 E; V⑤起重臂端起升钢丝绳绳端周定不规范：绳卡卡向相反、2股绳未并拢(绳卡的数量要求形同虚设)、绳卡数量缺少；
⑥垂直度超差(这种现象比较少见)；
  B2 A, w1 X6 H# h/ [5 p(2)塔机安全装置安装质量问题
) {$ M+ G$ n, N2 y/ u6 D' b- e  A7 ?建筑用塔机的安全装置主要由力矩限制器、超重限制器、行程限制器(包括起升高度限制器，变幅行程限制器)、运行安全扯挡和缓冲器、钢丝绳脱槽扯挡和防跳装置、小车变幅绳断绳保护装置、小车断轴防坠落装置(防脱轨装置)以及紧急事故开关、零位保护、失压保护等电气保护组成。这些安全装置均应按相关专业标准提供，国家相关标准规范要求强制执行安装，以防塔机作业过程中可能出现意想不到的情况，保护起重机设备和防止发生人身事故。依据国家质量监督检验检疫总局发布的《起重机械监督检验规程》《特种设备安全技术规范》塔机相关项目要求，安全装置是所有起重机检验项目中的重要部份、关键环节。根据以往所查案例，安全装置问题主要出在以下几个方面：
①力矩限制器失效。在用建筑用塔机以全力矩法机械式起重力矩限制器较多，其失效原因主要有2：一是弓形板弹性失效或不灵敏，主要以山东产QT／AOT系列小型塔机为多，二是电气触动开关没有相应的防护措施或措施不得力，引起的短路失效，诸如：无防水、无防潮装置等，这种现象较多。
②起升高度限制器失效。主要有电气原因(受水受潮)和安全距离的设置超差。对小车变幅的塔机，吊钩装置顶部至小车架下端的最小距离的设定是有规定的。安装时不应小于相关最小的安全距离，以防吊钩冲顶事故。
③钢丝绳脱槽扯挡和防跳装置的失效。虽然钢丝绳脱槽扯挡和防跳装置在出厂前已经装设完成，但安装人员有义务指出并加整改直至合乎规范要求。20O4年在南方某地发生的3起塔机起升钢丝绳断裂、吊具坠落事故以及2O04年某地发生的塔机变幅钢丝绳断裂事故都因脱槽扯挡和防跳装置安装未达到规范要求所至。在某些塔机案例中，更有甚者因钢丝绳的跳出滑轮与轴直接相擦而引起定滑轮轴的严重磨损，而潜伏巨大的安全隐患。
8 M: E% s, ?1 f' t④小车变幅绳断保护装置的失效。该保护装置的失效主要表现在安装人员将小车架上的(左右)挡块或与其支座捆在一起，从而失去变幅钢丝绳断裂时，止住小车滑移的作用。小车变幅绳断保护装置的失效，由于某些塔机变幅机构未配备制动器，以变幅钢丝绳的张紧力对吊物进行定位，故在用的变幅钢丝绳须要经常调节钢丝绳的张力，加大钢丝绳拉应力减少了钢丝绳的寿命，同时因为这种设置变幅钢丝绳容易跳跃，使得扣在钢丝绳绳端的挡块随之起伏，与上部起重臂上的水平弦杆相碰，为让小车能正常运行，故挡块经常被捆绑，绳断保护装置因此失去了作用。
⑤其他安全装置的失效。变幅行程限位及起重量限制的失效；对回转限位器的作用意识淡薄，回转限制器失效也属于比较常见的一种案例；小车轮轮缘的磨损过大或水平导向轮的缺失，导致变幅小车架行走扭晃，存有出轨坠落的不安全因素。
: [) x4 u' D2 v1 |( F# x1．3使用不规范
对在用塔机使用的管理是使用单位负责的重点内容，包括隐蔽工程的正确提供和验收、对塔机司机、起重工等操作人员管理及对塔机周围环境潜在危险的防护措施落实和监护等。
(1)隐蔽工程的正确提供和验收。建筑用塔机的基础一般为固定式钢筋混凝土结构，基础图由塔机生产商经对整体抗倾翻稳定性、地面压力校核后提供，图中规定了配筋的数量、型号规格及埋入基础塔身或地脚螺栓深度的最低要求。使用单位应根据地质情况，依据厂家提供的图纸要求严格把关，保护基础的浇筑质量，预防塔机使用后基础的沉降，使塔机达到倾覆临界状态，稳定性破坏，产生整机倾覆事故。
(2)塔机司机、起重工(指挥司索)的管理。
( y  e; M( @0 N* G统计资料表明，塔机事故大多数是由使用方面违犯操作规程造成的，而在众多的违规当中，司机和起重工(指挥司索)往往负有不可推卸的责任。一个称职的司机，在塔机使用中不仅做到“稳、准、快、安全、合理”等操作技术要求，而且也负有塔机的日常检查保养责任，在全部了解塔机操作性能的同时，检查塔机的金属结构、主要零部件的损坏情况以及检查电气保护及安全装置的失效与否。
①对力矩限制的弓形板强制捆绑、对力矩限制电气开关短接，人为造成力矩限制失效；
0 @* Y. o; t% ^+ T②为增加吊具的提升高度，人为的调整安全距离设置或短接电气；
③日常检查形同虚设：钢丝绳断丝加剧、钢丝绳波浪度变形等视而不见，力矩限制器、高度限位器、回转限制等行程限位器也未作日常检查；
④严禁的“十不吊”，没有贯彻落实。
(3)塔机周围环境潜在危险的防护措施落实和监护
塔机用于高层或小高层的建筑施工，由其施工的地理环境所限(繁华的城市中心或是建筑物空间：帽互交错)，必然涉及到一些安全防护和塔机问操作时的监护。例如：塔机的作业半径(回转时)掠过建筑物、街道和高压线上空时的安全棚架防护；：平衡臂架上设置混凝土防碎石脱落的防护网；在同一水平工作面时相邻塔机操作时的监护等。
9 k) t5 o1 f) e: s1．4事故或隐患的预防
" S% U1 w' _- |2 ]" O' v5 U塔机的事故或隐患，存在于设计、制造、安装和使用(包括修复)等危险因素，预防事故的发生很大程度就在于控制上述因素的产生，尤其是加强：对制造、安装和使用的控制，要求使用单位选择有制造资格制造商生产的产品、允许有资质的单位安装塔机以及经过培训的司机、起重工上岗操作无非想从源头上控制危险因素的发生和加剧。但是，防止上述危险因素的出现，最主要的是切实执行有关标准和规范，建立并严格执行规章制度，实行定期检查，制造、安装和使用单位的高度重视，加之制造、安装和使用单位员工的高度责任感和安全意识，凡能这样做才可以避免或减少危险性的事故。
( `2 h8 I$ M9 G) s8 ~/ b% n0 ]2结束语
5 d$ ?7 Z3 L8 L安全性是塔机的重要性能之一，由于它在建筑行业的如此重要，因此对其安全性的要求也愈来愈高，在加强法制人手的同时，也应采用新技术来提高它的安全性、降低生产成本；在取得显著的经济效益同时，进一步提高塔机行业的工艺制造水平和塔机产品的整机性能。
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