典型塔式起重机事故分析及预防措施探究_陈文渊.pdf

150建筑科技2023 年 第 3 期机械设备Machinery&Equipment典型塔式起重机事故分析及预防措施探究Analysis of Typical Tower Crane Accidents and Preventive Measures陈文渊（上海市松江区建设工程质量安全监督站,上海 201613）摘要：塔机事故频发,给社会和家庭带来沉重的打击,因此对它的管控不容忽视。通过对上海市 3 起典型的塔机事故进行分析,将事故的原因概括为 4 个方面,并提出加强塔机作业人员的安全教育、定期检查设备、落实维修保养以及制定切实可行的管理制度 4 个方面的预防措施,为今后塔机行业的发展提供参考和借鉴。关键词：塔式起重机;事故分析;预防措施中图分类号：TU712.4 文献标识码：A 文章编号：2096-3815（2023）03-0150-030 引言随着建筑行业的快速发展,塔式起重机（以下简称“塔机”）在建筑施工中的作用也越来越大。塔机一方面降低了施工强度,加快了工程进度,但另一方面也带来了重大的安全隐患。塔机的施工安全直接关系到每个作业人员的生命财产安全,因此施工单位必须控制或消除塔机施工过程中的危险因素,保证施工安全。因建筑规模的扩大和安全管理不到位,每年都会发生一些塔机安全事故,造成了巨大的经济损失和人员伤亡。本文通过分析3起典型塔机事故,总结其经验教训,并提出有针对性的预防措施。1塔机事故案例分析据统计,2008-2018年我国发生了200多起起重机械安全事故,其中塔机安全事故180余起,占比74.8%1。鉴于塔机事故频发,本文选取3起典型的事故案例进行分析。总结事故发生的原因,把握事故的关键点,从而提出相应的预防措施。1.1塔机顶升加节事故2021年4月,上海市青浦区一建筑工地塔机在顶升过程中,采用小车通过套架上的加节吊杆将套架吊起时,因套架摇臂销孔未对准爬升梯孔导致无法安装固定销轴。在套架提升微动就位的过程中,套架突然滑落至下方的标准节上,下落冲击导致放置于套架工作平台上的液压油泵发生倾倒,撞倒了套架工作平台上的3名安装人员,造成3人不同程度受伤。事故塔机高度约20 m,其套架坐落于标准节上部的销座处。套架上的工作平台发生变形,放置于工作平台上的液压油泵呈倾倒状态。套架上的加节吊杆由左右两侧的部件组合而成,事故现场两侧部件呈分开状态,两侧的立杆均发生断裂。事故发生前塔机的照片显示,加节吊杆正常组合,立杆状态无异常。事故塔机由套架加节吊杆两侧的立杆承受加节时塔机小车吊起套架的垂直方向作用力。在理想状态下,立杆下端轴孔承受的挤压应力的计算方法如式（1）所示。式（1）式中：挤压应力,MPa;F套架的重力,N;d孔径,mm;t立杆壁厚,mm;n轴孔数量。151建筑科技2023 年 第 3 期机械设备Machinery&Equipment许用应力指的是机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。根据GB/T 137522017塔式起重机设计规范,立杆Q345B钢材的许用应力adm的计算方法如式（2）所示。式（2）式中：RQ345B钢材的屈服强度,MPa;f常规载荷下的总安全系数,取1.48。根据式（1）和式（2）可知,在理想状态下,立杆下端轴孔承受的挤压应力已接近其许用应力adm。如果考虑到立杆轴孔锈蚀较严重导致壁厚变薄（壁厚减薄至约6.3 mm时挤压应力即已超过许用应力）、轴孔累积变形导致其与销轴接触配合误差、起吊套架时偏心模式导致附加受力等因素,那么在本次事故套架起吊的过程中,套架加节吊杆两侧的立杆下端轴孔处的挤压应力已超过许用应力,从而导致两侧立杆轴孔以下部位及端部封板被拉脱,承力销脱出。过程中整个加节吊杆的受力结构被破坏,套架整体由于自重的作用向下滑落至标准节上部的销座处,形成的冲击力使套架工作平台上的液压油泵倾倒,撞倒了套架工作平台上的3名安装人员,导致事故发生。1.2塔机吊具冲顶事故2021年5月,上海市一建筑工地,塔机司机在吊运自制吊装框的过程中,塔机吊钩组起升上行至小车处发生冲顶,索具脱出吊钩,连同吊装框一起坠落,击中下方的2名施工人员,造成1死1伤。经现场勘查发现,事故塔机为平头式,位于基坑底部,塔身共有10节标准节和1节过渡节,基础平面距起重臂的高度约为62 m,塔机起重臂共有5节,长度约为50 m。塔机小车位于起重臂第2节前端部,幅度约为20 m,吊钩组位于小车下方的冲顶位置。坠落的吊装框及吊索具位于塔机西南侧基坑底部。吊装框与吊索具连接正常,吊索具整体外观完整,钢丝绳无断裂、散开、端部固结破坏的情况。事故塔机通电后可进行回转、变幅、起升等操作。塔机司机室内安装有监控系统,该系统为出厂配置,通电时可显示当前塔机的安装高度、载重量、幅度、吊钩至起重臂的距离等参数。当前事故塔机吊钩组位于小车下方冲顶位置,监控装置显示此时吊钩至起重臂的距离为16.13 m,塔机安装高度为28 m。该塔机具有起升高度报警功能,当吊钩与起重臂的距离达到预设值（一般减速位置为5 m,停止位置为1.5 m）时,监控系统将显示报警信息并发出报警声响。起升高度限位器安装于起升卷筒一侧,塔机生产厂家在场人员拆下限位器罩壳,并进行吊钩升降试运行,该限位器凸轮机构可随吊钩升降而转动。但当吊钩运行至冲顶位置时,凸轮机构的挡块均未能触发限位器的微动开关。经手动试验,人为按压微动开关,可触发起升高度限位器,停止吊钩的起升动作。现场发现小车底板呈现向上凸起的状态,小车左前方的侧向导轮位置已高于起重臂主弦杆侧壁。塔机起升钢丝绳,发现钢丝绳整体外观完好,无断裂、端部固结破坏等情况。吊钩组顶部及侧向板件有挤压痕迹。吊钩结构完整,其防脱装置为重力杠杆式。经手动试验,吊钩防脱装置功能正常。据分析,事故塔机在进行起吊吊装框的作业过程中,起升高度限位器失效,同时监控装置未发出报警信息,司机未能注意到吊钩高度位置,使得吊钩组发生冲顶。吊钩中的吊索具在冲击力和钩体倾斜的作用下,冲开重力杠杆式的吊钩防脱装置,脱出吊钩,造成吊索具及吊装框从空中坠落,击中下方的工作人员,导致事故发生。1.3塔机起升制动器失效事故2021年11月,上海市宝山区一建筑工地,塔机司机将地面上1捆2 t的钢筋起吊到附近5 m基坑的过程中,钢筋突然下坠,击中地面1工作人员的颈部,造成该人员死亡。经现场勘查发现,塔机起升机构型号为H25FP15-380P,减速机速比16.75,电力液压鼓式制动器型号为YWZ9-315/45T。现场拆卸了制动器防护罩,对制动器外观进行检查,发现制动轮表面存在不均匀磨损的现象,表面无油、水等脏物,摩擦片厚度无异常。制动器拉杆两端螺母处于未锁紧状态,推动器补偿行程为0 mm;根据制动器的使用说明,该补偿行程一般在1025 mm。制动器靠近弹簧拉杆及推动器侧与机架的固定板有向上弯曲现象。为验证起升机构制动系统的情况,在现场进行了运行试验,试验时塔机工况与事故时工况接近,工作幅度为事故发生时的工作幅度,吊重物为事故钢筋。试验过程中对事故钢筋进行了起升及空中制动试验,制动后钢筋无法在空中保持静止,瞬时下滑落至基坑底部。在塔机制动器拉杆两端的螺母处于未锁紧状态,推动器补偿行程为0 mm,制动器靠近弹簧拉杆及推动器侧与机架的固定板明显向上弯曲等因素的综合作用下,持续使用塔机造成摩擦片与制动轮表面贴合情况不断恶化,导致制动力矩严重不足,正常吊载钢筋时发生溜钩,造成事故。2塔机事故发生的原因根据上文所述的3起塔机事故可以总结出以下4个方面的原因。（1）塔机安拆、租赁单位管理能力薄弱,制度落实不到位,追求利益甚于安全,设备各阶段的检查、维修保养流152建筑科技2023 年 第 3 期机械设备Machinery&Equipment于形式。（2）施工总承包单位、监理单位对塔机的管理能力较弱,缺乏专业人员,对安拆、租赁单位的监管制度无法有效落实,这通常是事故发生的重要原因。（3）随着装配式建筑的大力发展,塔机逐渐向大型化、智能化的方向快速发展,新产品在生产效能、操作简便方面均有提高。但安拆人员依旧凭经验作业,对于智能化塔机的安装、调试能力明显不足,为施工安全生产埋下了隐患。（4）塔机司机、指挥的能力参差不齐,注意力不集中,安全意识和自我保护意识不足。3预防措施（1）塔机设计单位要加强对设计图纸及计算说明书的审查。制定审查制度,建立审查程序,设立审查职位,对关键部位进行可靠性评价与审查,加强技术管理和设计文件的校核。（2）塔机安装、拆卸单位应建立、落实完善的检查、维修保养制度,检查、维修保养的过程中要拍摄影像资料,并建立安全风险类别和等级评价制度。在塔机安装、拆卸前要进行全面的检查,发现问题立即处理,在确保消除隐患和故障后,方可进入下一施工环节。（3）塔机司机、指挥司索人员要经常进行安全技术培训、考核,内容主要为使用安全、管理制度、事故隐患分析及警示等。应加强司机、指挥的再教育,避免其思想上出现安全意识、自我保护意识疲劳,建立长久的危机意识和强烈的责任感。严禁违章行为,不断提高他们的操作技能,使其养成安全操作、按规程操作的习惯。（4）塔机的安拆、使用,必须建立健全各项管理、使用和操作制度。认真贯彻执行相关国家标准规定,严格执行管理文件要求的检查制度。在施工方案中明确程序、要求、安全措施和人员分工,并且严格执行。4结语塔机事故频发的主要原因在于人的不安全行为、物的不安全状态以及管理的缺陷,因此亟须从塔机作业人员的安全教育、设备的定期检查、维修保养的落实以及切实可行的管理制度等方面来减少事故的发生。参考文献：1 陈兴,王雅民.一起塔式起重机倾翻事故分析及防范措施J.甘肃科技,2022,38(12):55-58.收稿日期：2023-04-17作者简介：陈文渊,本科,工程师,主要从事施工现场的安全管理工作,现供职于松江区建设工程质量安全监督站。通信地址：上海市松江区中山街道茸北路690号207室。（4）元宝刀在切削受力和切削效果上是3种试验刀具中最优的。（5）内圈轨迹刀具受力低于外圈轨迹刀具受力,需对外圈轨迹上的刀具进行进一步加强。参考文献：1 朱逢斌,杨平,林水仙.盾构隧道施工对邻近承载桩基影响研究J.岩土力学,2010,31(12):38943900.2 岳鹏飞,戴泉,何炬.盾构施工下穿建筑桩基的影响研究J.铁道标准设计,2012(3):7779.3 庄欠伟,张福兵,张弛,等.截齿刀具切削混凝土连续墙试验研究J.隧道建设（中英文）,2021,41(8):1307-1314.4 朱龙海,庄欠伟,李东,等.偏心多轴十字刀刀盘矩形顶管机直接切削管片试验研究J.施工技术,2018,47(17):65-68.5 许华国,陈馈,孙振川.盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究J.隧道建设（中英文）,2020,40(1):35-42.收稿日期：2023-03-16作者简介：章博雅,本科,助理工程师,主要从事隧道掘进设备电气设计和科研工作,现供职于上海城建隧道装备有限公司。通信地址：上海市浦东新区海徐路957号。（上接第 149 页）