塔式起重機(jī)超長(zhǎng)附著事故分析與處理

某公司承接的某工程地上30層、樓高95m、建筑面積32000m，使用由發(fā)展商提供的一臺(tái)QTZ125(ZX6016)塔式起重機(jī)。該塔機(jī)無(wú)隨機(jī)使用說(shuō)明書，采用預(yù)埋16-M36螺栓拉緊、塔機(jī)底座無(wú)壓重的安裝方式，交付使用時(shí)，塔機(jī)實(shí)際安裝高度25m、吊臂長(zhǎng)42m、臂端吊重2.9t。

由于底座無(wú)壓重，塔機(jī)提前在塔高26m處做第一道附著裝置。項(xiàng)目部根據(jù)JL6018塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)附著裝置尺寸，自行設(shè)計(jì)制造安裝塔機(jī)超長(zhǎng)附著裝置。建筑物與塔機(jī)中心距為9.3m、兩組撐桿附墻間距8m、加長(zhǎng)附著桿最長(zhǎng)11m，附著后塔機(jī)爬升到44m。使用第10天附墻支座8-16mm預(yù)埋鋼筋出現(xiàn)了斷裂，一組附著撐桿從附墻建筑物的柱上掉落到8層樓面，險(xiǎn)些造成塔機(jī)倒塌的重大事故。

事故發(fā)生以后，項(xiàng)目部又在塔高35m處安裝相同尺寸的第二道附著裝置，改用6-20mm鋼筋附墻預(yù)埋件，完成附著后塔機(jī)爬升到50m。在安裝單位自檢驗(yàn)收時(shí)，附著撐桿上M64調(diào)距螺栓的轉(zhuǎn)動(dòng)插孔又發(fā)生開(kāi)裂，格構(gòu)式附著撐桿部分弦桿角鋼因?yàn)槭軌鹤冃尾荒苁褂?，此時(shí)工地才停工報(bào)告等候處理。

事故分析

塔式起重機(jī)超長(zhǎng)附著裝置

1)附著撐桿的附墻角度過(guò)大由于現(xiàn)場(chǎng)條件 <BR>限制及塔機(jī)安裝位置考慮不周使撐桿的附墻角度過(guò)大(70°以上)，造成附著撐桿承受的軸向拉壓應(yīng)力過(guò)大，當(dāng)受到由塔機(jī)平衡臂和起重臂產(chǎn)生的不平衡力矩、動(dòng)載荷、風(fēng)載荷和回轉(zhuǎn)慣性力等組成的外載荷時(shí)，交變拉壓應(yīng)力使整套附著裝置中最薄弱部位的作用失效。

2)超長(zhǎng)附著撐桿的剛度不夠4支8～11m長(zhǎng)的格構(gòu)式細(xì)長(zhǎng)內(nèi)外附著撐桿，其300mm×300mm的截面偏小、剛度不夠、穩(wěn)定性差。

3)雙耳單孔支座的受力不均雙耳單孔支座在內(nèi)外撐桿的作用下受力不均衡，則對(duì)預(yù)埋鋼筋產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力不對(duì)稱，增大了預(yù)埋件受到水平剪切應(yīng)力的沖擊頻率。

4)預(yù)埋件材料選用不當(dāng)預(yù)埋件選用16mm鋼筋穿附墻支座底板孔90°彎頭焊接，使20MnSi鋼的韌性降低、脆性增加，易發(fā)生過(guò)量塑性變形。現(xiàn)場(chǎng)查測(cè)鋼筋的斷口顯示，預(yù)埋鋼筋在交變拉壓應(yīng)力和水平剪切應(yīng)力的作用下產(chǎn)生過(guò)載、疲勞現(xiàn)象，高周(高循環(huán))情況下冷脆致斷。

5)螺栓材料未處理用45#鋼機(jī)制的重要螺栓必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以消除機(jī)械加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和改善螺桿的綜合機(jī)械性能。附著撐桿M64調(diào)距螺栓轉(zhuǎn)動(dòng)插孔發(fā)生開(kāi)裂是因?yàn)?span lang="EN-US">45#鋼未調(diào)質(zhì)就使用造成的。

事故處理

首先由安裝單位編制塔機(jī)超長(zhǎng)附著安裝技術(shù)方案，內(nèi)容包括處理措施和附著安排等。

處理措施根據(jù)以上事故分析，附墻板的受力按8-16mm預(yù)埋鋼筋斷裂時(shí)的拉斷力校核。

1)確定用┕75×8角鋼做弦桿、┕40×4角鋼做腹桿，制作400mm×400mm截面的附著撐桿；根據(jù)附著桿角度＞70°，驗(yàn)算附著桿的剛度及穩(wěn)定性應(yīng)滿足塔機(jī)工作及非工作狀態(tài)下的最大荷載。

2)撐桿附墻改為單耳雙孔支座和10-M24地腳螺栓附墻預(yù)埋件。

3)將45#鋼制作的附著撐桿M64調(diào)距螺栓改為M72，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，同時(shí)取消轉(zhuǎn)動(dòng)插孔。

附著安排塔高32m處安裝第一道附著裝置，同時(shí)拆除原來(lái)兩道失效的附著裝置，塔高50m處做第二道附著，68m處作第三道附著，86m處作第四道附著。塔機(jī)總高度107m，附著裝置以上獨(dú)立高度21m，滿足施工要求。

綜上所述，塔機(jī)超長(zhǎng)附著時(shí)除要備有使用說(shuō)明書等技術(shù)資料外，必須由具備安裝資質(zhì)的單位負(fù)責(zé)安裝并制訂安全技術(shù)方案，附著安裝爬升后塔機(jī)必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后方可使用。沒(méi)有落實(shí)這些工作是此次事故的根本原因；超長(zhǎng)附著裝置附墻預(yù)埋件在受到交變拉壓應(yīng)力及水平剪切應(yīng)力的高循環(huán)沖擊下，發(fā)生過(guò)量塑性變形，由疲勞而造成破斷，是此次事故的直接原因。同時(shí)，塔機(jī)超長(zhǎng)附著裝置的設(shè)計(jì)還要充分考慮到附著桿的附墻角度盡量接近45°，驗(yàn)算附著桿的剛度及穩(wěn)定性應(yīng)滿足塔機(jī)工作及非工作狀態(tài)下的最大荷載，選用合適材料及制造工藝等綜合因素。