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塔式起重机倾覆的原因分析及对策

发布时间:2021-12-14 07:56:00 点击:    

 
 

起重电机专业生产厂家无锡宏达2021年12月14日讯 塔式起重机(以下简称塔机),是一种在一个回转平面内垂直运输材料的建筑机械。它具有方便、快捷、高效,省时省力的优点。但由于常用在建筑工地上,有交叉作业的情况,一旦发生倾覆事故就是群死群伤,往往造成生命和财产的重大损失。


塔机倾覆的原因很多,归纳起来主要有以下几方面问题:1)超载,超力矩倾覆;2)基础不稳,不可靠倾覆;3)塔机司机人员的问题;4)钢机构及高强螺栓联接副保养维护不当,受损锈蚀等问题;5)塔机安装过程中操作不规范。

 

1, 塔机的工作原理是通过塔机钢机构的韧性平衡塔机保持稳定不倒。因此,它的稳定性是有最大力矩决定的。(塔机的额定起重量一般都指在塔机最大幅度的最大起重量;最大起重量是由塔机的起重电机和传动机构决定的,是塔机分大小的界限。由于国家标准执行不力,目前很多人已混淆。在此我们讲的塔机超载就是超力矩)。塔机的最大力矩就是塔机钢机构保持稳定的最大韧性。塔机工作力矩就是起重量和工作幅度的乘积,塔机出厂都有额定力矩,因此我们的工作力矩严禁超额定力矩否则极易发生倒塔事故。建筑工地的情况复杂,起重工的水平参次不齐极易发生超载事故,对此塔机有相应的力矩限制器保护,有冗余设计,(就是超载的情况下,塔机的大臂先发生变形不能工作但不至于倒塔。如图一)有效避免了倒塔事故减小损失。但如力矩限制器受损,塔机材质不可靠就极易发生倒塔事故了。

                              

 

2, 塔机大多通过地脚螺杆固定安装在混凝土基础上的,有部分是通过十字梁安装在活动基础上的。根据塔机的大小确定地基的承载力,一般塔机厂家都有基础图,按图施工就行了。但也有施工单位不看地质勘探报告在回填土上或地耐力不够的土层上浇筑基础,塔机的自重加上工作载荷以及混凝土基础的自重再加上风载和动载极易造成基础的不均匀下沉以及滑动倒入地坑里。所以当地耐力不够的时候,一定要处理、计算重新设计基础。基础应有排水设施不得积水,注意水流冲刷地基的趋势以免地基被掏空,掏偏,发生下沉滑动现象。

这都是有血的教训的,我看过下雨天,雨水把深地坑边上的塔机基础下面泥土冲走,造成基础滑移倒塔的事故视频。我也亲身经历塔机基础做在流沙层上,造成基础滑移倾斜抢险过程。当时安装时没有发现土层情况,安装完成后也正常,随着土方开挖发现基础滑移时,我们才组织了许多措施(打防护桩,浇灌石灰,回填毛石等)希望基础滑移停止,但经过沉降观测发现偏移趋缓但还没有停止,只好把塔机降节拆除杜绝倒塔事故隐患。

活动基础也要注意,地耐力要够、压重要固定牢靠,严格按厂家要求安装不得减少重量且也要注意排水不得积水。

我就分析过塔机被风吹倒的事故,风载超大是主因,塔机下地锚不能随风转是次因,但活动基础有积水和压重量的安全余量太小也有部分原因。


3, 塔机驾驶员应在工作前检查各项安全限位及机构是否正常,严禁带病作业。某工地就有个司机在视线不清的情况下主钩没有收上来就打回转,主钩有晃动刚巧钩住了水泥储存罐,司机没能及时处理,把塔机绊倒,大臂折断倒在建筑物上。

司机“稳准快”,先要稳才可快,只快不准就易发生事故啦,建筑工地情况复杂,常有异常发生,需及时果断处理,人有反应时间,塔机也有惯性,一快就来不及处理啦。

某工地的司机要在臂稍吊整捆钢筋,有力矩限位吊不起来,他图省事就自作主张把限位拆掉,结果把塔机拉倒。


某工地用塔机清理地基里的土石,主钩的保险坏了就没有及时更换。卸土石时,吊索滑落造成塔机反弹倾覆。

广大司机应加强学习,做好维护保养检查,严格执行‘十不吊’。管理人员也要定期监督检查,执行奖惩制度,杜绝违章指挥,违章作业。

4, 塔机的钢机构是塔机工作能力大小的基本。塔机的主要机构有标准节、塔帽、工作大臂、平衡臂,这些机构件应无明显塑性变形、裂纹、严重锈蚀和可见焊接缺陷;机构件、连接件应按说明书正确安装;高强螺栓应按要求预紧且双螺母防松;销轴轴向定位应可靠;塔机安装完成后垂直度应符合要求,独立自由高度和悬高也应符合要求。

某工地刚装了一台新塔机,刚吊就倒了,经调查发现,标准节连接的轴套有一个虚焊,受力后脱开,引起其他连接件撕裂,造成倒塔事故。

某工地的塔机在使用过程中倒掉,现场调查分析,是该塔机的底座和基础节连接的高强螺栓断裂导致倒塔的事故。其实,螺栓断裂仅仅是酿成事故的表面原因,如不找出螺栓断裂的真正原因,并加以防范,那么此悲剧还将上演。

我认为高强螺栓断裂的原因有1)螺栓连接副没有按规定的力矩拧紧;在安装标准节过程中,安装工为了快速完成任务,紧固螺栓时没有按规定的力矩拧紧紧固或螺栓锈蚀根本达不到紧固状态。在标准节和底座两个连接件出现间隙,加上螺栓孔与螺杆之间有较大的配合间隙,塔机运行过程中,有晃动,两个连接件的间隙忽大忽小,将产生强大的冲击力,使高强螺栓杆直接承受巨大的剪切冲击力和拉伸冲击力,久而久之,螺栓的力学性能降低,严重的就会导致螺杆断裂,以至倒塔,造成重大事故。

因此,在安装过程中最好使用扭力扳手,严格按说明书要求的力矩拧紧,不得过紧或过松。过紧,将形成螺杆长期处于或接近于屈服强度的情况下工作,是螺栓很快就疲劳而产生裂纹,造成断裂。过松,在塔机工作过程中,由于螺栓所承受的是拉力和剪切力,剪切强度小于拉伸强度。特别是松动过大时,螺杆与连接件之间相对运动,螺栓反复的承受巨大的拉伸和剪切的冲击力,极易造成螺栓的损坏而断裂。

还要注意各连接副的预紧力应该一致,如果不一致,某个连接副的螺栓拉力相差很大,预紧力大的螺栓就会长期在重栽荷下工作,也易产生疲劳损坏断裂。这是因为单个螺栓在工作中所受的载荷等于螺栓紧固时的预紧力加上工作载荷,当两力相加接近或达到屈服强度是很快就会使螺栓疲劳产生裂纹而断裂。而多棵螺栓同时受力就能大大的提高联结处的受力性能。从而避免“多米诺骨牌”现象,逐颗拉断造成倒塔事故。这一点值得大家重视。希望安装单位能用扭矩扳手紧固高强螺栓消灭塔机以后工作中的重大安全隐患。

2)高强螺栓的使用维护保养不当。塔机是运动的,在工作的过程中螺栓不断的受到拉伸和剪切力,随着时间的推移,螺栓的力学性能是会降低的,因此,为了安全应该定期更换高强螺栓,按国标,不动的7年换新的;需拆装的最多用2次就报废。

目前在塔机安装过程中,只要螺栓没有损坏,无论使用多少年都不更换,这是极危险的做法。事实上只要有一根螺栓损坏,其余的螺栓都会不同程度的受伤,只是肉眼看不见而已。所以高强螺栓应定期更换且是同批次。毕竟买螺栓的成本和隐患是不可比的。

在安装高强螺栓时还要注意:首先必须确定高强螺栓的预紧力矩值,还要在安装前清除垫圈、螺杆、螺母及螺牙也就是丝扣上的污物、铁锈,并在螺母和螺牙上均匀涂上少量的润滑脂。不得使用杆部不直和带有锈蚀损伤螺栓和螺牙、螺母、垫片损伤的高强螺栓副。最后在安装中不得强行穿入更不能敲打穿入。装好后高强螺栓连接副还要有防潮和防水措施避免锈蚀。

5, 塔机拆装必须有资质的单位和人员进行。塔机是特种设备,纳入监管系统,保障了社会和谐稳定。

拆装是最危险的,某工地上一天塔机安装结束后,换一帮工人继续顶升作业,没有交接,更没有安全交底。顶升作业的这帮人也没有检查,按平时顶升的步骤顶升。安装塔机的工人当时安装塔机套架时由于起重量不够,就把套架和和回转分体安装,安装完成后就没有把套架和回转联接好。顶升时套架上部失稳,整个塔机上部全部坠落倒地。顶升作业的人没有完全掌握顶升程序,安装工人没有彻底完成安装工作留下隐患,没有安全交底是这次事故的主要原因。

塔机拆装必须有专项施工方案,前道工序不完成不得进行下道工序,现场有异常必须停工报上级领导处理,隐患消除后才能继续施工。

其实塔机安装严格按方案进行是非常安全的。拆卸塔机时的危险更大。因为安装时从下往上装,在地面可以试吊,不行就调整吊点。拆卸时从上往下吊,吊点不对时无法调整且有失稳的状况发生极易产生事故。因此我们在安装时就要做好吊点标志以便拆卸时。

某工地顶升作业时,忽然停电,回转大臂在风的吹动下转动,导致塔机失去平衡从高空倾倒。顶升时回转必须制动,前后臂的重点必须在顶泵上而不是在回转中点,由于顶泵在套架一側,前后臂必须在顶泵側才能通过调节变幅小车的位置让塔机上部的重点在顶泵上。回转一动,前后臂的重点就会偏移和顶泵的支点不再重合,产生倾覆力矩,极易引起塔机倾覆。因此塔机顶升时塔机必须有手动制动。

总之,塔机是施工建筑单位常用的大型起重设备,也是施工现场容易发生事故的危险源,更因为它能引起群死群伤的重大事故,其安装,拆卸,操作,检测必须要由有资质的人员负责。作为特种设备必须纳入监管,第三方检测合格后才能领取使用证。使用单位也应加强日常巡查和定期检测,发现隐患应立即排除。只有大家共同努力,才能确保塔机的安全运行。

 
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