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塔式起重機安全事故及隱患分析和預防

  
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  以往檢查中主要發現的問題:
 ?。ǎ保┧狡鹬貦C塔身標準件間高強度螺栓松動或是未有雙螺母防松等;(2)起重臂標準件間、前后拉桿間及拉桿與臂架間等的聯接銷軸防松開口銷未打開或者打開的角度不到位,甚至開口銷都未插上鎖上;(3)平衡配重塊的數量或位置與裝配的起重臂架長度不一致;(4)鋼絲繩被壓扁、籠形變形、繩股脫出或是被點焊斷絲斷股等(安裝時損壞);(5)起重臂端起升鋼絲繩繩端固定不規范:繩卡卡向相反、兩股繩未并攏(繩卡的數量要求形同虛設)、繩卡數量缺少;(6)垂直度超差
  案例一:
  2013年7月溫州市浙江華坤地質科技大樓在用QTZ63塔機倒塌事故,事故當日頂升操作人員先在該塔機55米高度處安裝了一道附墻后進行頂升作業,到頂升油缸伸出800毫米左右時,發現油缸頂升梁和與之同面(西面)的套架下橫梁發生彎曲并卡住,油缸無法伸縮,安裝人員先用手拉葫蘆來校正,無果后找來乙炔氧氣切割器將已彎曲的套架下橫梁一端割斷、另一端割斷了三分之二左右,隨后操作人員在離開現場吃飯不久,塔機發生了倒塌,但無人員傷亡。
  事故原因具體分析
  塔機頂升操作人員在頂升時,未進行塔機整體的調整平衡,由于平衡重塊的作用,加上風載荷等外力的影響,塔機存在一側方向的傾翻彎矩,油缸頂升800毫米使套架產生空腹后,又將套架西邊下橫梁割去,使反向彎矩消失,塔機上部失去平衡,引起塔機倒塌。操作人員未嚴格按照有關規定和塔機使用說明書要求來進行作業,是導致該事故的主因。
  案例二:
  2013年8月22日,青陽縣蓉城鎮和平新村2#、3#、5#樓工地,一臺QTZ40A塔機在使用過程中發生塔機起重臂折臂事故。該機安裝高度約為24m(11節標準節、每節高2.2m)。
  檢測及計算校核:
  成分檢測:所取樣品材料為Q235B碳鋼(對照設計圖)。其成分檢測結果為合格。
  金相檢測:樣品組織為鐵素體+珠光體,屬Q235B碳鋼的正常組織。
  起重臂接頭強度驗算的公式及結論符合GB/T13752-1992《塔式起重機設計規范》的要求。
  事故原因具體分析:
  (1)調查和樣品檢測結果可推斷:在近3年的使用中,該塔機兩拉桿之間的起重臂下弦桿接頭在長期經受一定程度的超載的拉壓應力作用下,產生塑性變形,連接圓孔變為橢圓孔的下弦桿雄接頭承受拉(剪切)應力的能力越來越小,直至喪失。
 ?。?)規范保養及拆裝因素:該機在使用過程中,缺少規范保養;拆卸或者安裝塔機時,也未按使用說明書的要求作有效檢查,使變形的結構件未得到發現和處理,致使事故發生。
  2.2安全裝置安裝質量問題建筑用塔式起重機的安全裝置主要由力矩限制器、起重量限制器、行程限位器(包括起升高度限位器、變幅行程限位器、回轉限位器)、運行安全扯檔和緩沖器、鋼絲繩脫槽扯檔和防跳裝置、小車變幅繩斷保護裝置、小車斷軸防墜落裝置(防脫軌裝置)以及緊急事故開關、零位保護、失壓保護等電氣保護組成。
 ?。?)力矩限制器失效。
  在用建筑用塔式起重機以全力矩法機械式起重力矩限制器較多,其失效原因主要有二:
  一是弓形板彈性失效或不靈敏,主要小廠制造的以QTZ40及以下系列小型塔式起重機為多;二是電氣觸動開關沒有相應的防護措施或措施不得力,而引起的短路失效,諸如:無防水、無防潮裝置等,這種現象較多。
 ?。?)起升高度限位器失效。
  主要有電氣原因(受水受潮)和安全距離的設置超差。對小車變幅的塔機,吊鉤裝置頂部至小車架下端的最小距離的設定是有規定的。安裝時不應小于相關最小的安全距離,以防吊鉤沖頂出事故。
 ?。?)鋼絲繩脫槽扯檔和防跳裝置的失效。
  雖然鋼絲繩脫槽扯檔和防跳裝置制造商在出廠前已經裝設完成,但作為安裝人員還是有義務指出并加整改直至合乎規范要求。
  案例:2014年8月、28月、9月在安徽發生的三起塔機起升鋼絲繩斷裂、吊具墜落事故,2013年紹興發生的塔機變幅鋼絲繩斷裂事故,以及2013年10月在浙江富陽發生的塔機起升鋼絲繩斷裂、吊具墜落事故都因脫槽扯檔和防跳裝置安裝未達至規范要求所至。在我們所查的塔機案例中,更有甚者因鋼絲繩的跳出滑輪與軸直接相擦而引起定滑輪軸的嚴重磨損,而潛伏巨大的安全隱患。
 ?。?)小車變幅繩斷保護裝置的失效。
  該保護裝置的失效主要表現在安裝人員將小車架上的(左右)擋塊或與其支座捆在一起,從而失去變幅鋼絲繩斷裂時,止住小車滑移的作用。小車變幅繩斷保護裝置的失效,若干QTZ40系列的小型塔式起重機表現得尤其明顯,這是因為那一些塔機變幅機構未配備制動器,以變幅鋼絲繩的張緊力對吊物進行定位,故在用的變幅鋼絲繩須要經常調節鋼絲繩的張力,加大鋼絲繩拉應力而減少了鋼絲繩的壽命,同時因為這種設置變幅鋼絲繩容易跳躍,使得扣在鋼絲繩繩端的檔塊跟著起伏,從而與上部起重臂上的水平弦桿相碰,為讓小車能正常運行,故檔塊經常被捆綁,繩斷保護裝置因此失去了作用。
  (5)其它安全裝置的失效。
  如:變幅行程限位及起重量限制器的失效(這種現象比較少見);因為對回轉限位器的作用意識淡薄,回轉限制器失效也屬于比較常見的一種案例;因為小車輪輪緣的磨損過大或水平導向輪的缺失,從而導致變幅小車架行走扭晃,存有容易出軌墜落的不安全因素。
  3、塔機不規范的操作使用加強對塔式起重機使用管理,是避免塔機事故發生的重要控制因素對在用塔機使用的管理,是使用單位負責的重點內容,包括:隱蔽工程的正確提供和驗收,塔機司機、起重工(指揮司索)的管理,塔機周圍(塔機作業半徑內)環境潛在危險的防護措施落實和監護。
  3.1隱蔽工程的正確提供和驗收建筑用塔式起重機的基礎一般為固定式鋼筋混凝土結構,基礎圖由塔機生產商經對整體抗傾翻穩定性、地面地耐力校核后提供的,圖中規定了配筋的數量、型號規格及埋入基礎塔身或地腳螺栓深度的最低要求。使用單位應根據地質情況,依據廠家提供的圖紙要求嚴格把關,保護基礎的澆筑質量,預防塔機使用后基礎的沉降,使塔機達到傾覆臨界狀態,穩定性被破壞,導致整機傾覆事故。
  案例:2013年9月杭州新裝塔機傾翻以及2013年11月寧波慈溪市杭州灣開發區的塔機傾翻事故,都因為是基礎的沉降所引起。
  3.2塔機司機、起重工(指揮司索)的管理統計資料表明,塔式起重機事故大多數是在使用時違犯操作規程造成的,而在眾多的違規當中,司機和起重工(指揮司索)往往負有不可推卸的責任。一個稱職的司機,在塔機使用中不僅要做到“穩、準、快、安全、合理”等操作技術要求,而且也負有塔機的日常檢查保養責任,全面了解塔機的操作性能的同時,檢查塔機的金屬結構、主要零部件的損壞情況以及檢查電氣保護及安全裝置的失效與否。
  總結以往檢查中所存在問題和案例,起重工經常進行的一些違規操作如下:
 ?。?)對力矩限制的弓形板強制捆綁、對力矩限制電氣開關短接,人為造成力矩限制失效;(2)增加吊具的提升高度,人為調整安全距離設置或短接電氣線路;(3)日常檢查形同虛設:對鋼絲繩斷絲的加劇、鋼絲繩波浪度的變形視而不見;諸如力矩限制器、高度限位器、回轉限制等行程限位器也未作日常檢查;(4)嚴禁的“十不吊”,沒有貫徹落實。
  案例一:
  2013年11月22日,在承建的杭州萬銀雙子中心工程發生一起QTZ250塔機倒塌事故,造成司機一人墜落死亡。出事時該塔機安裝高度49.5m,按使用說明書規定臨界最大獨立高度51m。起重臂現安裝臂長最大幅度為60m。按該塔機使用說明書規定,60m幅度處額定起重量3.9t,40m幅度額定起重量6.44t,28m幅度額定起重量9.77t,23.39m幅度以內額定最大起重量為12t(4倍率時),額定起重力矩為250t·m。
  該事故塔機從建筑物北側起吊重11.45t的鋼柱,起吊點離塔機中心線28m,提升到離地約11m高,向東順時針轉動,轉至南偏西方向,起重小車向外開,向外開到40多米時,過大的載荷導致塔機向南面傾斜,起重臂向前大幅下傾,吊重產生的沿起重臂向前方向的拉力帶動小車克服變幅機構的制動阻力失控地向前滑行,起重力矩越來越大,基礎節以上第七節標準節(即第一節普通標準節,塔身受力最薄弱處)中間處主弦桿失穩彎曲并折斷,基礎節根部屈曲,塔機最終向南側倒塌。
  事故原因具體分析:
 ?。?)超載使用,違章操作。鋼柱起吊點距塔機回轉中心28m,鋼柱重量為11.45t,按此計算,起重力矩達320t·m,而此處額定載重量為9.77t,超載達1.17倍。
  當小車開至離回轉中心40多米處時,起重力矩達458t·m以上,而40m處的額定載重量僅為6.44t,超載達1.78倍以上。
  (2)起重力矩限制器失效。力矩限制器調節螺桿的防松螺母已松開,限制力矩被調大,力矩限制器失去作用,對超載吊裝不能進行有效限制。
  (3)違章指揮?,F場塔機指揮在明知吊物鋼柱重量,不了解塔機起重性能參數的情況下,超載起吊,并錯誤指揮塔機小車向外運行,起重力矩載荷越來越大,導致塔機倒塌。
 ?。?)違章操作。塔機司機沒有經過認真檢查塔機的性能狀況,特別是力矩限制器是否正常的情況下,違章超載起吊,導致事故發生。
  案例二:
  2013年11月29日上午11點半左右,在義烏市蘇溪工業園區浙江思源紡織有限公司建筑現場,一臺QTZ63E(5510)塔式起重機在使用過程中,發生傾覆事故。
  事故原因具體分析:
  該塔機的倒塌共有兩個原因:
  (1)塔身最底部標準節本身已有疲勞裂紋;塔身最底部標準節的配置有問題(應該裝標準節Ⅱ而錯裝了標準節Ⅰ);(2)力矩限制器失效,超載行為加速了事故的發生。但主要原因是塔身最底部標準節本身已有嚴重的疲勞裂紋,導致標準節斷裂而發生塔機倒塌事故。
  3.3塔機周圍環境潛在危險的防護措施塔機用于高層或小高層的建筑施工,由其施工的地理環境所限(繁華的城市中心或是建筑物空間相互交錯),必然涉及到一些安全防護和塔機間操作時的監護。例如:塔式起重機的作業半徑(回轉時)掠過建筑物、街道和高壓線上空時的安全棚架防護;平衡臂架上設置混凝土防碎石脫落的防護網;在同一水平工作面時相鄰塔機操作時的監護等。
  4、塔式起重機事故或隱患的預防塔式起重機的事故或隱患,存在于設計、制造、安裝和使用(包括修復)等幾方面的危險因素,預防事故的發生很大程度就在于控制上述幾方面的產生,尤其是加強對制造、安裝和使用的控制,我們要求使用單位選擇有制造資格制造商生產的產品、允許有資質的單位安裝塔機以及經過培訓的司機、起重工上崗操作,從源頭上控制這些危險因素的發生和加劇。但是,這些還是遠遠不夠的,防止上述危險因素的出現,最主要的是切實執行有關標準和規范,建立并嚴格執行規章制度,實行定期檢查,制造、安裝和使用單位的高度重視,加之制造、安裝和使用單位員工的高度責任感和安全意識,這樣才可以避免或減少事故的發生。

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