隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大量高層建設(shè)工程逐漸興起,塔式起重機(jī)在建筑工地的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,若不正確使用,將不可避免發(fā)生塔式起重機(jī)倒塌事故。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),事故多數(shù)是在裝拆過(guò)程中發(fā)生。
例如:在2005年1月 27日,廣州市大學(xué)城某工地拆除QTZ-63型自升式塔式起重機(jī)時(shí),由于拆卸塔身連接螺栓的先后順序出錯(cuò),造成內(nèi)套架主弦桿彎曲折斷,頂升系統(tǒng)以上結(jié)構(gòu)失穩(wěn)傾翻墜落,造成5人死亡、1人重傷,且塔機(jī)報(bào)廢,給國(guó)家、集體和個(gè)人造成不可估量的損失。
如何防止發(fā)生在裝拆過(guò)程中的塔式起重機(jī)倒塌事故,已經(jīng)成為建筑行業(yè)所關(guān)注的問(wèn)題。而在裝拆的過(guò)程中造成塔式起重機(jī)發(fā)生倒塌事故的直接因素有什么呢?我們認(rèn)為主要有以下五種。
1. 拆連接螺栓的先后順序錯(cuò)誤
拆卸塔身連接螺栓的先后順序錯(cuò)誤導(dǎo)致塔機(jī)倒塌的事故多數(shù)發(fā)生在片裝式內(nèi)頂升塔式起重機(jī)上。上面所述廣州市大學(xué)城某工地塔機(jī)的頂升系統(tǒng)以上結(jié)構(gòu)失穩(wěn)傾翻墜落事故就是的典型例子。該塔機(jī)的為片裝式的內(nèi)套架頂升機(jī)型,塔身連接螺栓的先后拆卸順序必須嚴(yán)格按照該產(chǎn)品使用說(shuō)明書的有關(guān)步驟進(jìn)行。
內(nèi)套架頂升機(jī)型在裝拆升降過(guò)程中,當(dāng)塔身與上部結(jié)構(gòu)的連接螺栓拆除后,上部結(jié)構(gòu)的平衡完全靠塔身制約著內(nèi)套架的四條主弦桿上的上下各四個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)來(lái)保持。若不按先后順序拆卸塔身片裝連接螺栓,在低于內(nèi)套架主弦桿的上部四個(gè)導(dǎo)向點(diǎn)拆卸連接螺栓時(shí),就會(huì)使頂升系統(tǒng)以上的結(jié)構(gòu)沒(méi)有受到塔身的約束。
此時(shí),當(dāng)起重機(jī)起重臂與平衡臂力矩不完全平衡或塔頂下降過(guò)程中稍有輕微震動(dòng),上部結(jié)構(gòu)因沒(méi)有約束,即向力矩大的方向傾斜,前仰后傾或后仰前傾,在慣性矩的作用下,對(duì)內(nèi)套架或塔身的主弦桿產(chǎn)生沖擊而使其彎曲折斷,從而導(dǎo)致頂升系統(tǒng)以上結(jié)構(gòu)全部倒塌到地面。上面所述的塔機(jī)倒塌事故就是起重臂仰起,平衡臂后傾,沖擊導(dǎo)致內(nèi)套架的主弦桿彎曲折斷使頂升系統(tǒng)以上結(jié)構(gòu)全部倒塌到地面,造成重大機(jī)械及人員傷亡的事故。
2. 頂升橫梁擱置錯(cuò)誤
在內(nèi)套架或外套架式機(jī)型的拆卸過(guò)程中,對(duì)油缸的操作是先將頂升用的液壓活塞桿收縮,并使頂升橫梁兩端的受力銷軸擱置在下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的下部頂升踏步的弧型槽內(nèi)。但往往不注意,未擱置入槽內(nèi)而是擱在頂升的踏步的上端,活塞受力頂起油缸時(shí),上部結(jié)構(gòu)整個(gè)重量全部壓在頂升槽梁的受力銷軸上,由于受力銷軸沒(méi)有受到踏步的弧型槽約束,形成頂升橫梁上的受力銷軸前后位移。
如果銷軸向塔身方向移進(jìn)槽內(nèi),就會(huì)造成上部結(jié)構(gòu)突然墜落一小段距離,頂升踏步耳板就會(huì)受到頂升橫梁的沖擊,雖然不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)塔體傾翻,但整個(gè)塔身會(huì)前后擺動(dòng),在不同程度上對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的焊縫、踏步耳板、限位安全裝置、電纜電氣裝置等造成不良的后果。萬(wàn)一耳板有焊接缺陷或已透蝕,就會(huì)造成塔機(jī)上部結(jié)構(gòu)傾翻。如果銷軸向塔身外側(cè)位移,就會(huì)造成頂升橫梁銷軸的下方無(wú)支撐點(diǎn),塔機(jī)的上部結(jié)構(gòu)完全失落。
由于已拆除的最頂端標(biāo)準(zhǔn)節(jié)已經(jīng)引離頂升套架,回轉(zhuǎn)支承與現(xiàn)有的最上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的空間,因此就會(huì)產(chǎn)生:①在起重機(jī)起重臂與平衡臂力矩完全平衡的情況下,塔身上部結(jié)構(gòu)的整個(gè)自身重量自由落體,回轉(zhuǎn)支承的四個(gè)聯(lián)接點(diǎn)與下方標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上端相撞擊,造成標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及上部的結(jié)構(gòu)變形,或損壞其安全部件。②由于平衡臂力矩稍大于起重臂力矩,加上慣性,平衡臂會(huì)向下方傾移,從而導(dǎo)致頂升套架向后方彎曲變形,造成起重臂仰起,最終上部結(jié)構(gòu)向后傾翻。
3. 平衡臂與起重臂的平衡問(wèn)題
在空鉤的狀況下,平衡臂的總重量比起重臂總重量重很多,以5013機(jī)型為例,在空鉤、小車距離2米的狀況下,平衡臂端對(duì)塔身的力矩比起重臂端對(duì)塔身的力矩大約38噸·米,形成比較大的后傾覆力矩,當(dāng)塔身與上部結(jié)構(gòu)的連接螺栓拆除后,不進(jìn)行平衡臂與起重臂的前后平衡調(diào)整而進(jìn)行頂升操作是非常危險(xiǎn)的,特別是當(dāng)爬升架的導(dǎo)輪行走到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)兩水平腹桿的中間距離位置時(shí)(見(jiàn)圖1示),標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的兩主弦桿要承受平衡臂端38噸/米力矩的橫向折彎力是不可能的,標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的每根主弦桿所承受的載荷為