塔式起重機安全檢測方案研究

傅曉紅

自2003年6月1日國務(wù)院373號令《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》和2008年1月28日建設(shè)部第166號令《建筑起重機械安全監(jiān)督管理規(guī)定》頒布實施以來,塔式起重機的安裝使用和管理工作步入了規(guī)范化、法制化的軌道。上海市是較早推行塔機安裝后檢驗檢測制度的城市。特別是實施備案登記制度以來,強化了塔機驗收檢測力度,經(jīng)過數(shù)年的工作,筆者積累了一些檢測經(jīng)驗。下面結(jié)合檢驗、檢測過程中的一些工作體會,提出幾個在塔機安全方面值得關(guān)注的要點。

1基礎(chǔ)方面

(1)在檢驗中首先要關(guān)注塔機基礎(chǔ)地耐力是否符合塔機制造廠家設(shè)計要求。目前,塔機基礎(chǔ)對地耐力的要求一般為200kPa,對應(yīng)查看地質(zhì)勘測報告,檢查是否符合。不符合要求應(yīng)同施工單位技術(shù)部門一起制定可行方案,作打樁加固處理或加大基礎(chǔ)等方案,并要提供計算依據(jù);再向項目部提供塔機基礎(chǔ)圖,按圖施工。(2)鋼筋混凝土的強度至少達到設(shè)計值的80％,混凝土基礎(chǔ)底面要平整夯實,基礎(chǔ)底部不能制成鍋底狀。在安裝前要對基礎(chǔ)表面進行處理,保證基礎(chǔ)的水平度不能超過1/1000。(3)基礎(chǔ)的地腳螺栓尺寸誤差必須嚴(yán)格按照基礎(chǔ)圖要求施工,地腳螺栓要保持足夠的露出地面的長度,每個地腳螺栓要雙螺帽預(yù)緊。(4)基礎(chǔ)積水是塔機施工現(xiàn)場的常見問題,施工企業(yè)與安裝單位常常不重視基礎(chǔ)積水井、排水溝的設(shè)置,未按照施工方案嚴(yán)格執(zhí)行,或是基礎(chǔ)圍護預(yù)留的排水口被回填土堵塞,積水無法排出。而且建筑施工中很多塔機基礎(chǔ)設(shè)在±0以下,而長時間的積水會造成塔機的地腳螺栓、基礎(chǔ)節(jié)腐蝕嚴(yán)重;積水還會造成塔吊基礎(chǔ)的不均勻沉降,給塔機帶來巨大隱患?；A(chǔ)施工應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計要求進行。

2 鋼結(jié)構(gòu)方面

(1)鋼結(jié)構(gòu)疲勞破壞。塔機鋼結(jié)構(gòu)件受力復(fù)雜,承受不穩(wěn)定交變應(yīng)力,隨著工作次數(shù)的增加,特別是操作者或指揮者為趕速度,抱著僥幸心理盲目超載,人為使安全裝置失效或拆除安全保護裝置,長期超載荷運行,違章作業(yè),斜拉、斜吊重物。導(dǎo)致塔機鋼結(jié)構(gòu)提前產(chǎn)生疲勞破損,縮短了塔機的使用壽命,并且易造成重大事故。疲勞強度逐步降低,尤其是大幅度斜拉、斜吊重物,除了承受起重力矩外,臂架還要受到一個水平橫向力矩,這兩個力矩疊加,就有可能使臂架弦桿失穩(wěn)彎曲,嚴(yán)重疲勞破損,導(dǎo)致側(cè)向折臂。

(2)普通標(biāo)準(zhǔn)節(jié)替代預(yù)埋節(jié)。2005年杭州某工地發(fā)生一起倒塔事故,其主要原因就是用舊的普通標(biāo)準(zhǔn)節(jié)替代預(yù)埋節(jié),造成預(yù)埋節(jié)根部因疲勞斷裂引起倒塔事故發(fā)生。預(yù)埋節(jié)根部是整個塔身主肢受力最大的地方,同時受頻繁的交變載荷,容易引起疲勞裂紋,是最危險的地方。大多數(shù)廠家的預(yù)埋節(jié)主肢壁厚大于普通標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主肢壁厚,而用普通標(biāo)準(zhǔn)節(jié)替代預(yù)埋節(jié)是十分危險的,同時預(yù)埋節(jié)也不應(yīng)重復(fù)使用。

(3)連接焊縫腐蝕。由于塔機長期在露天工作,日曬雨淋工作環(huán)境惡劣。由于焊接高溫的影響,焊縫比母材更容易被腐蝕,特別是塔身底架經(jīng)常泡在水里,焊縫腐蝕難以避免。有些部位的焊縫腐蝕很難被發(fā)現(xiàn),如塔機底架與法蘭背面的連接焊縫。2003年成都市某工地1臺已使用8年的塔機,其基礎(chǔ)節(jié)與底架的法蘭盤背面角焊縫長期受水泥腐蝕,焊縫有效高度變小,吊重時角焊縫撕裂,塔機從根部倒塌。有些結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重,甚至受力桿塑性變形,致使整機性能降低,安全隱患尤為突出。同時由于技術(shù)制約,塔機金屬材質(zhì)、構(gòu)造、加工、安裝等方面存在缺陷,各種缺陷在重復(fù)負(fù)荷作用下產(chǎn)生疲勞裂紋,直接影響塔機可靠性,造成安全隱患。因此,應(yīng)重點注意結(jié)構(gòu)件的疲勞、裂紋;連接部位和焊縫的磨損、銹蝕等情況。

3塔身連接螺栓

(1)連接螺栓疲勞、松動引發(fā)事故。塔身螺栓聯(lián)接對于金屬結(jié)構(gòu)的聯(lián)接,國家質(zhì)檢總局《起重機械監(jiān)督檢驗規(guī)程》中明確要求:“螺栓聯(lián)接不得松動,不應(yīng)有缺件,損壞等缺陷,高強度螺栓應(yīng)有足夠的預(yù)緊力矩”,檢驗方法規(guī)定為“用力矩扳手檢查高強度螺栓聯(lián)接狀況”。塔身高強度螺栓聯(lián)接預(yù)緊力矩非常重要,由于塔身回轉(zhuǎn)時產(chǎn)生扭矩,如果塔身高強度螺栓副預(yù)緊力矩達不到設(shè)計要求,螺栓會受到剪力,造成螺栓同時受剪、受拉,且每組相互不均勻,會使螺栓受力狀況更加復(fù)雜而危險。

(2)不按要求配備高強度螺栓。有的塔機在多次安裝和拆卸中丟失高強螺栓,安裝單位不按原規(guī)格購買補充,而是隨意就近購買普通螺栓代用,結(jié)果因強度不夠而發(fā)生斷裂,導(dǎo)致倒塔。必須注意加強對高強度螺栓緊固件的檢查、緊固、保養(yǎng),和定期更換,避免混用。

4水平臂連接銷

(1)連接銷軸擋板開裂。塔機水平下弦桿連接銷長期使用和拆裝后,有的擋板與下弦桿接頭的焊縫開裂或部分開裂;有的擋板采用螺栓固定,但螺栓容易脫落。使擋板對銷軸的約束作用消失,在臂架回轉(zhuǎn)和小車運行的反復(fù)作用下,下弦桿連接銷軸逐漸向內(nèi)側(cè)竄動,最后脫出,造成事故。

(2)連接銷軸擋板磨損。當(dāng)小車吊重運行時,下弦桿連接銷受到剪切力的作用,其大小隨著小車位置的移動而變化,使下弦桿連接銷與銷空產(chǎn)生相對運動并磨損,塔機經(jīng)長時間使用后,銷空間隙增大,甚至將銷軸擋板的有效約束部分磨成圓弧狀,錐銷從銷孔竄出。因此檢查銷孔間隙和銷軸擋板磨損情況非常重要。

(3)開口銷被替換。有的塔機裝配時與連接銷配套的開口銷丟失,使用鐵絲、焊條等其他物品代替,當(dāng)下弦桿連接銷與銷空產(chǎn)生相對運動時,由于替代開口銷的材料強度不夠被剪斷,從而發(fā)生事故。檢查時,應(yīng)注意是否有擋板焊縫開裂、磨損情況或緊固螺栓是否脫落,嚴(yán)禁用其他物品代替開口銷。

5起升鋼絲繩

(1)鋼絲繩脫槽。GB/T9462《塔式起重機技術(shù)條件》和GB5144《塔式起重機安全規(guī)程》中規(guī)定:滑輪應(yīng)設(shè)置鋼絲繩防脫槽裝置,該裝置與滑輪最外沿的間隙不得超過鋼絲繩直徑的20％。未設(shè)防脫落裝置,會因塔機操作者突然由高速檔位制停或突然啟動換到高檔位以及操作不當(dāng)造成吊鉤突然落地,使鋼絲繩很容易從滑輪槽中跳出,卡在滑輪旁的縫隙里,如果操作者經(jīng)驗不足,不能及時發(fā)現(xiàn),鋼絲繩也會被卡斷,造成斷裂事故。

(2)鋼絲繩疲勞斷裂。起升鋼絲繩疲勞斷裂是出現(xiàn)頻率很高的事故,由于部分塔機的起升機構(gòu)卷筒直徑太小,鋼絲繩纏繞直徑小,彎曲度太大,彎曲應(yīng)力反復(fù)交變,容易產(chǎn)生脆性疲勞。過大的彎曲也容易反彈亂繩,增加鋼絲繩的磨損,易造成鋼絲繩整根斷裂。

(3)吊鉤沖頂拉斷鋼絲繩。起升高度限位器的作用是防止吊鉤與吊物上升或下降高度超過極限而使鋼絲繩破壞。2007年,上海某工地因起升高度限位器未調(diào)好,起升時司機未能及時剎車,吊鉤碰到小車后仍繼續(xù)起鉤,將鋼絲繩拉斷,幸好未造成人員傷亡。

檢查時,必須查看有無防脫槽裝置,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行鋼絲繩的磨損規(guī)定,發(fā)現(xiàn)繩股斷裂、纖維芯損壞或鋼芯斷裂而造成繩徑顯著減小、嚴(yán)重扭結(jié)等問題立即更換。

6安全限位裝置

(1)安全限位裝置失效。有的塔機在日常使用中,不注意保養(yǎng),力矩限制器失靈沒有及時發(fā)現(xiàn),更有些施工單位把小塔當(dāng)大塔用,故意使力矩限制器短路不起作用,或者加大力矩限制值,抱僥幸心理,在早已超出力矩還在往外變幅,或在大幅度起吊不知重量大小的重物,從而導(dǎo)致超力矩倒塔。2003年,南通三建公司在北京某工地施工時,機械管理員、塔吊機長違反有關(guān)規(guī)程規(guī)定,擅自調(diào)整力矩限位器,強行拔掉塔吊限位器報警裝置,致使塔式起重機在起吊過程中因超載發(fā)生倒塌,導(dǎo)致2死3傷。這些血的教訓(xùn)不能不引起我們對塔機安全保險裝置的高度重視。

(2)作業(yè)中吊物下墜。塔機操作者不按操作規(guī)程執(zhí)行,以為吊物重量過大,塔機就吊不起來,因此不使用重量限制器。然而,塔機的起升機構(gòu)往往是多速運行,重載低速、輕載高速。在低速下可以吊起的物件,吊到一定高度后,如切到高速,就有可能吊不起來,而產(chǎn)生向下溜車,造成重物快速下墜事故。當(dāng)遇到高速吊起物件下溜時,司機應(yīng)立刻打回低速,避免物件繼續(xù)下墜。

驗收檢測的安全裝置主要有:起重力矩限制器、起重量限制器、高度限位裝置、幅度限位器、回轉(zhuǎn)限位器、吊鉤保險裝置、卷筒保險裝置、鋼絲繩脫槽保險、小車防斷繩裝置、小車防斷軸裝置和緩沖器等,這些安全裝置要確保它的完好與靈敏可靠。如發(fā)現(xiàn)損壞應(yīng)及時維修更換,不得私自解除或任意調(diào)節(jié)。

7電氣系統(tǒng)方面

（1)塔機控制箱漏電保護器選用。JGJ 146《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》中要求:施工現(xiàn)場必須三級配電,兩級保護。必須采用TN-S接零系統(tǒng),即三相五線制,把工作零線和保護零線區(qū)分開。JGJ159《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定:塔吊的專用開關(guān)箱也要滿足“一機一閘一漏一箱”的要求,漏電保護器的脫扣額定動作電流應(yīng)不大于30mA,額定動作時間不大于0.1s。漏電保護器選用過大會失去應(yīng)有保護作用,選用過小會導(dǎo)致頻繁跳閘,影響正常操作。

（2)塔機重復(fù)接地。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在工地的電力線路必須采用TN-S系統(tǒng),這基本上在工地能夠普遍的施用,但采用該系統(tǒng)中要求其保護零線應(yīng)該重復(fù)接地,而塔機施工現(xiàn)場有的沒有重復(fù)接地,有的接地線的截面積不夠,大多數(shù)的搖測電阻達不到規(guī)范的要求。

塔機安裝時,應(yīng)嚴(yán)格遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安裝技術(shù)方案要求,保證用電安全。塔機與塔機邊兩處均要設(shè)制地線,對于現(xiàn)代建筑,一般都有地下建筑結(jié)構(gòu),將其地下結(jié)構(gòu)的鋼筋管網(wǎng)找到,鑿出一段,用鍍鋅扁鐵與其搭焊即可。

8結(jié)語

通過加強對塔機以上幾個方面的安全檢測,能夠有效地預(yù)防塔機使用過程中各種事故的發(fā)生,起到防患于未然的目的。實踐證明,只要各個施工企業(yè)、生產(chǎn)廠家、建筑行政主管部門、塔機檢測機構(gòu)都能按照上述各個方面來做,加強塔機的安全專項檢查,就能夠有效控制重大塔機安全事故的發(fā)生。

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