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一起塔式起重机倒塌事故的分析与建议

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：田佳梅1 张志斌2

[导读] 摘要：通过对一起塔机倾覆事故的现场勘查与综合分析，总结出事故原因为塔机在安全保护装置处于非受控状态及部分结构件存在重大隐患的情况下仍长期带病运行，导致回转下支承架上翼缘板与其架体之间的焊缝在过大交变载荷的作用下产生了陈旧疲劳裂纹。

        1乐山市特种设备监督检验所四川乐山 614000；
        2广西壮族自治区特种设备检验研究院广西南宁 530000
        摘要：通过对一起塔机倾覆事故的现场勘查与综合分析，总结出事故原因为塔机在安全保护装置处于非受控状态及部分结构件存在重大隐患的情况下仍长期带病运行，导致回转下支承架上翼缘板与其架体之间的焊缝在过大交变载荷的作用下产生了陈旧疲劳裂纹。在拆除作业时，回转支撑受应力作用遭到严重破坏，塔机整体失稳倾覆。
        关键词：塔式起重机倾覆事故原因分析
        塔式起重机（简称塔机）是一种大型起重机械，常见于建筑工地，用于建筑材料的吊运，在高层建筑的建设上起着不可替代的作用。近年来，随着我国房地产业的发展，高层建筑逐年增加，塔机的运用越来越广泛。但是，由于设备使用单位的管理不善，操作人员的违规操作，近年来，塔机事故多发，造成不小的人员伤亡和经济损失。本文中，笔者将对一起塔机倒塌事故进行分析，该事故是一起典型的缺乏相关管理，致使老旧塔机长期带病运行，最终整机失稳发生倒塌引发的安全事故。
        一、事故基本情况
        1.事故概况和经过
        2018年某日，四名工人进行拆卸型号为QTZ80（QTZ5512）事故塔机作业。当塔机已被降至基本安装高度，开始拆除起重臂时。汽车吊将起重臂轻轻起吊，根部销轴处于松弛状态瞬间，回转上部构件随即向平衡臂方向倾翻，平衡臂末端着地，起重臂悬吊于空中并依靠在建筑物上。事故造成作业人员一人死亡、一人重伤，已建成楼面大面积受损，直接经济损失高达上百万元。
        2.事故塔机基本情况
        经现场调查，发现事故塔机是一台自升式塔机，该事故塔机自安装至拆卸，在长达近11个月的使用时间里，未经过任何有资质的检验检测机构检验合格，也没有办理任何使用登记备案手续。现场未发现产品整机铭牌，大部分主要零部件铭牌已丢失或被破坏，该设备无出厂合格证、制造厂家随机技术资料存档，暂时无法判断设备制造厂家、设备出厂编号、制造出厂日期。事发时设备高度为16m，起重臂长度为55m。
        二、事故技术勘察
        事故塔机回转支承连同其上部结构与回转下支承架处于完全撕裂的分离状态，塔尖、平衡臂及其拉杆向后倾翻，平衡臂末端支承于地面，配重滑落于地上，起重臂被汽车起重机悬吊着倾斜依靠在66#楼外立面之上（见图1、图2）。

        图1 图2 事故塔机倒塌整体示意图
        回转总成遭到严重破坏，回转下支承架与回转支承处于分离状态，回转下支承架紧固于内套架之上，连接回转支承的回转下支承架上翼缘板与架体之间的焊缝已被完全撕开，回转支承、回转上支承架、塔尖、平衡臂及其拉杆向后倾翻。回转下支承架与其架体之间的焊缝当中，部分径向隔板的焊缝呈陈旧性断裂形貌特征，其他焊逢呈新破坏特征，（图3）。回转支承铭牌显示该部件出厂日期为94年4月（图4）。

        图3 回转下支承架断裂情况

        图4回转支承铭牌
        现场勘查还在清洗了事故塔机内外套架连接件表面覆盖的油漆后发现了该部件的制造串号钢印依稀可辨为：90AF-16-2。结合回转支承的铭牌出厂日期，尽管该设备产品整机铭牌，大部分主要零部件铭牌已丢失或被破坏，依然可推断出事故塔机的回转支承、内外套架等主要部件,至事故发生时已至少已出厂使用长达24年。

        图5内外套架连接件制造串号钢印
        现场调查还发现，起重力矩限制器的取样弓形板已被用铁线绑紧（图5），人为使其无法产生位移，导致起重力矩限制器失效，无法起安全保护的作用。给操作人员超载使用事故塔机提供了便利条件。捆扎力矩限制器的铁线已经锈蚀严重，且铁锈已融入被捆扎物油漆表面，表明捆扎现象存在已久，即说明设备长期处于力矩限制器失效的状态下工作。

        图5 力矩限制器
        三、事故过程及原因分析
        综上所述，该事故塔机回转支承实际的出厂时间应是1994年，至事故发生时，服役时间已经达到24年之久。此外，由于人为使力矩限制器失效，为操作人员可以超载使用塔机提供了便利条件。事故塔机在起重力矩限制器这样重要的安全保护装置处于非受控状态及部分结构件存在重大隐患的情况下仍长期带病运行，这一过程中致使回转下支承架上翼缘板与其架体之间的焊缝在过大交变载荷的作用下产生了疲劳裂纹。在拆除作业时，由于起重臂的重量已由汽车吊支撑，平衡臂一侧相对标准节形成了较大的弯矩作用。回转下支承架上翼缘板与其架体之间余下的焊逢不足以抵抗该弯矩，裂纹瞬间扩展至回转下支承架上翼缘板与其架体之间的整圈焊缝，最终导致回转下支承架与回转支承分离并倾覆倒塌，并最终在重载弯矩的作用下从焊缝疲劳断裂处撕开，导致焊缝周圈撕裂分离，是本次事故的直接原因。
        查阅塔机使用单位提供的相关设备档案发现，该设备无出厂合格证、制造厂家随机技术资料存档。《塔吊日常使用维修保养、检查记录表》，显示事故塔机自开始使用以来，每月共进行4次保养，维保人员发现的问题千篇一律为需添加润滑油或拧紧螺栓等，未见回转支承连接处焊缝裂纹的相关记录，未见力矩限制器相关问题记录。可见使用单位管理职责落实不到位，放任一台无产品合格证、无制造厂家、无制造出厂时间，甚至极有可能为非法拼装的塔式起重机在没有办理任何使用登记手续的情况下，违法违规使用长达近11个月之久。日常检查、维护保养流于形式、敷衍了事，未能及时发现和消除安全隐患，是事故发生的主要原因。
        四、该类事故的防范建议
        为坚持安全发展，坚守发展决不能以牺牲安全为代价这条不可逾越的红线，深刻吸取事故教训，着力强化企业安全生产主体责任，着力堵塞管理漏洞，着力解决不遵守法律法规的问题，提出以下改进建议：
        1.落实施工单位的主体责任
        施工单位应按要求设置安全生产管理机构，完善企业和施工现场作业安全管理规章制度，配备专职安全管理人员，根据施工实际需要配足项目的起重机械安全管理人员，并严格履行安全管理职责，应落实维修保养和日常安全检查工作。
        2．强化监理单位的监管职责
        监理单位在起重设备安全管理方面应严格履职，监督施工单位、安拆单位规范履职，遵守各项管理规定。监理单位应按照建设主管部门的有关规定，认真审核建筑起重机械的相关随即资料、施工方案、特种设备作业人员证书等关键性材料。
        3.实施起重机安全评估
        对于额定力矩为630～1250kN.m（不含1250kN.m）、出厂年限超过15年（不含15年）的老旧塔机，由于使用年限过久，存在设备结构疲劳、锈蚀、变形等安全隐患，建议按照中华人民共和国建设部2007年6月14日《建设部关于发布建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的公告》（第659号）的规定进行安全评估，评估合格后方可继续使用。
        结语
        塔机作为一种大型特种设备，应具有相当的安全性与可靠性。只有严格按照《特种设备安全法》的相关要求，从安装、使用、顶升、拆卸等各个环节进行严格管理，着力强化企业安全生产主体责任，着力堵塞管理漏洞，着力解决不遵守法律法规的问题，才能有效降低事故发生率，更好地保障从业人员和人民群众的生命财产安全，降低经济损失。
        参考文献
        [1]《中华人民共和国特种设备安全法》
        [2]《特种设备事故报告和调查处理规定》国家质量监督检验检疫总局第115号令
        [3]《特种设备事故报告和调查处理导则》 TSG 03-2015
        [4]《特种设备安全监察条例》