架橋機傾翻事故原因與預(yù)防措施

陳夢華，陳敢澤

（湖北特種設(shè)備檢驗檢測研究院宜昌分院，湖北 宜昌 443005）

隨著高速公路和鐵路建設(shè)的高速發(fā)展，架橋機在工程建設(shè)中的使用日益廣泛，成為橋梁架設(shè)工程的重要施工機械設(shè)備，發(fā)揮著高效施工中人力不可以替代的作用。但是，在建設(shè)施工中架橋機傾覆墜落事故偶有發(fā)生。架橋機脫軌、傾覆、墜落事故一旦發(fā)生，直接導(dǎo)致事故帶來的人員傷亡、設(shè)備毀損等生命傷害和重大經(jīng)濟損失。同時架橋機的修復(fù)、安裝調(diào)試需花費較長時間，直接嚴(yán)重影響橋梁架設(shè)或路橋建設(shè)工程進度。

目前，高速公路和鐵路發(fā)展進程逐漸加快，架橋機在路橋工程建設(shè)中還將會更多地使用，發(fā)生事故的概率也在增加，如果發(fā)生傾覆事故，造成的傷亡和經(jīng)濟損失將會更大。

限于篇幅，不能將事故案例一一列舉，僅僅通過多例架橋機事故的調(diào)查及其事故鑒定報告實例，分析與歸納導(dǎo)致架橋機事故的主要原因，提出預(yù)防事故的措施，以期引起有關(guān)人員的高度重視。

1 架橋機事故原因

1.1 培訓(xùn)和取證形式化、過程化

在架橋機安裝架梁施工操作人員的培訓(xùn)和取證過程中，沒有認(rèn)真控制培訓(xùn)質(zhì)量，無論是廠商所謂的技術(shù)培訓(xùn)還是安全技術(shù)取證培訓(xùn)考核，很大程度上只是走過場，整個培訓(xùn)過程僅僅花去3～4h甚至更少，就發(fā)給了特種設(shè)備作業(yè)人員證?；蛘咴趶S家、在施工工程現(xiàn)場，由架橋機產(chǎn)品售后服務(wù)人員對操作使用人員簡單講講操作程序和調(diào)整方法了事。

1.2 相關(guān)人員認(rèn)知與技能欠缺

目前，路橋建設(shè)項目采用招標(biāo)投標(biāo)模式，橋梁建設(shè)的架梁工程多采用分包或發(fā)包制，中標(biāo)單位或施工單位價值幾百萬的架橋機等大型設(shè)備，直接放心地交給專業(yè)技術(shù)相對薄弱的外包隊伍使用。這些務(wù)工人員中僅有少部分人具有相應(yīng)的短暫工作經(jīng)歷，在架橋機上上崗的絕大部分人員沒有特種設(shè)備的基本理論知識和安全操作能力，他們相關(guān)的安全意識欠缺，僅僅通過設(shè)備廠商簡單而短暫的所謂技術(shù)培訓(xùn)后就上崗模仿式操作。盡管他們具有滿腔的工作熱情和事業(yè)心，但受其局限，在專業(yè)技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)龐大的精良裝備面前，他們是心有余而力不足，難免在設(shè)備的危險工況或事故征兆面前束手無策。

1.3 工作中出現(xiàn)致命的誤操作

如步履式單導(dǎo)梁架橋機在過孔時柱的調(diào)整工況，只要出現(xiàn)誤操作前小車或后小車運行，都必然會直接導(dǎo)致步履式單導(dǎo)梁架橋機的整機傾翻墜落事故。在控制臺上，前小車和后小車工況開關(guān)相鄰布置（距離相當(dāng)近），尤其是露天施工場地工作環(huán)境，使控制臺上元件功能標(biāo)志模糊不清的設(shè)備或者功能元件位置不熟悉的操作者，容易出現(xiàn)類似的誤操作。

1.4 違章使用和改造架橋機

1.4.1 違章使用設(shè)備

1）違章過孔作業(yè) 架橋機過孔時違反安全操作規(guī)程，前小車停留在嚴(yán)格控制的禁區(qū)，導(dǎo)致事故發(fā)生。

2）違章指揮作業(yè) 某高速公路A 9合同段發(fā)生架橋機倒塌事故中，事故發(fā)生時正進行T型梁試吊裝。架橋機在0號橋臺處的銷軸已卸除，1號墩處的銷軸正在卸除時，T梁突然開始晃動并向側(cè)向傾斜，但架橋機滑輪與T梁連接的銷軸沒有卸除，導(dǎo)致T梁拖動架橋機墜落。事故造成架橋機及1片T梁損毀。分析認(rèn)定，這是一起因違章指揮、違章作業(yè)造成的安全事故。

3）忽視橋面坡度指標(biāo) 按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，橋面橫向坡度為2%，過孔軌道的軌距為5m，2股軌道同一橫斷面軌頂高差為100mm，某架橋機事故現(xiàn)場沒有采用措施調(diào)平軌頂高差≤10mm這個指標(biāo)。架橋機在橫向傾斜的軌道上質(zhì)心向左偏移，同時過孔臺車車輪右側(cè)輪緣擠壓軌道側(cè)面形成側(cè)向作用力，加劇劣化了過孔軌道的不穩(wěn)定狀態(tài)。

4）在伸縮縫處運梁車受到?jīng)_擊振動 某架橋機事故現(xiàn)場的路基回填路面與橋面連接處，后運梁車前輪胎在過度鋼板前路面與橋面存在80mm高低差沒有墊平，運移T梁的運梁車行進時使前輪胎在此處受阻，對架橋機和運梁車構(gòu)成的系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊與振動，直接誘發(fā)過孔鋼軌斷裂和橋架傾翻。事故現(xiàn)場，T梁拴掛在后起重小車吊具上之后，前運梁車沒有從T梁下方退出來。

5）鋼軌質(zhì)量、軌道安裝與精度 某架橋機事故現(xiàn)場的過孔軌道全部采用型號為P43銹跡斑駁、麻坑密布的廢舊鋼軌，事故后的鋼軌幾乎全長度范圍內(nèi)彎曲變形。在斷裂鋼軌的斷口的腹板處，有采用火焰割矩割出的孔洞，影響了鋼軌的強度，當(dāng)軌道承受外載荷的沖擊作用時，造成鋼軌斷裂。

浮置的枕木和鋼軌本身沒有可靠的穩(wěn)定性；過孔軌道接頭采用鋼板割制的夾板，使用普通粗制螺栓，在連接處存在連接不可靠和松動問題，不能保證臺車在軌道上平穩(wěn)運行；過孔軌道的枕木截面尺寸規(guī)格不一致，各枕木上平面高差超差，現(xiàn)場沒有利用調(diào)整墊片等調(diào)整；當(dāng)車輪輪壓作用在沒有墊實的鋼軌上，尤其是存在缺陷的鋼軌段上時，鋼軌局部壓陷變形過大而導(dǎo)致斷裂。過孔鋼軌的質(zhì)量缺陷和軌道安裝調(diào)整精度存在事故必然隱患。

1.4.2 違章改造設(shè)備

某起架橋機事故調(diào)查中查出，檢驗檢測部門在安裝驗收檢驗時提供的該臺架橋機跨度參數(shù)為30m，而移裝后事故時過孔跨度為40m，使用條件不符合設(shè)備設(shè)計性能參數(shù)，僅僅采用萬能構(gòu)件拼裝接長主梁就架設(shè)40m預(yù)應(yīng)力梁，屬于典型違章改造與使用設(shè)備。

1.5 設(shè)備安全保護功能不完善

步履式單導(dǎo)梁架橋機為單臂簡支型構(gòu)造，采用步履式移動。但對于過孔時2#柱不受力狀態(tài)下，1#柱是絕對不能操作向前、后移動的。而操作臺上1#、2#柱前、后移動工況選擇開關(guān)相鄰布置，容易誤操作，但該機型的安全保護裝置中沒有設(shè)計這種誤操作保護功能。

1.6 技術(shù)文件缺乏指導(dǎo)作用

隨機技術(shù)文件存在不足。一些架橋機的隨機技術(shù)文件中大量渲染功能、先進技術(shù)、安全保護、環(huán)境、特點等內(nèi)容，而對指導(dǎo)操作使用、防止和規(guī)避災(zāi)難風(fēng)險的相關(guān)重要內(nèi)容卻一言以蔽之，或者含糊其辭，沒有技術(shù)指標(biāo)，甚至模棱兩可，缺乏真正意義上的指導(dǎo)書作用。往往是由于這些不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖郑ɑ蛘咧笇?dǎo)性內(nèi)容只字不提）給工程實際帶來了重大災(zāi)害。

1）對安全操作要求不明確 架橋機的隨機技術(shù)文件中，對于可能引起嚴(yán)重的誤操作事故發(fā)生的關(guān)鍵性內(nèi)容，沒有明確的提示文字或注意事項，一些技術(shù)生疏的操作者和設(shè)備使用人員，很難自覺的對其引起足夠的重視。

2）安裝技術(shù)條件模棱兩可，不能滿足架橋機的安全使用條件 在施工現(xiàn)場或事故現(xiàn)場可以看到，柱橫移軌道墊木大部分多于2層，墊層高度一般超過550mm，并且橫移軌道沒有1個錨固點，軌道僅僅通過墊木浮置于橋墩。多層墊木構(gòu)成的支承方式，使架橋機承受縱向水平載荷的能力很差，對整機工作縱向穩(wěn)定性不利。使用說明書中也根本查不到架橋機橫移軌道下方墊木的層數(shù)和限制高度的要求。

在某事故現(xiàn)場1臺步履式單導(dǎo)梁架橋機查到，2#柱的頂升油缸柱塞的伸出長度為830mm?？梢姡麢C在過孔工況的質(zhì)心高度應(yīng)能至少降低600mm，架橋機應(yīng)該在低質(zhì)心高度狀態(tài)完成過孔作業(yè)，墊層高低影響整機質(zhì)心高度，質(zhì)心越高穩(wěn)定性越差。質(zhì)心高度對架橋機的工作穩(wěn)定性和非工作穩(wěn)定性都有直接影響。

1.7 架橋機失修帶故障運行

架橋機的零部件存在故障，部件功能失靈或動作不靈敏，都能導(dǎo)致架橋機傾覆事故的發(fā)生。架橋機維護修理不善，如1臺事故架橋機由于平時維護修理不當(dāng)，2號運梁車制動裝置不靈敏，致使2號運梁車與架橋機發(fā)生相撞事故，架橋機隨即脫軌前傾而傾翻，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。

工程中有些架橋機的主要受力結(jié)構(gòu)件已經(jīng)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的彎折變形，液壓系統(tǒng)的元器件反復(fù)修理而不能修善，設(shè)備存在著安全事故隱患，勢必導(dǎo)致了架橋機傾翻事故的必然性。

架橋機鉸點的連接銷軸都應(yīng)該安裝有開口銷，現(xiàn)場少數(shù)相關(guān)部位沒有能見到開口銷和銷孔中被銷插過的痕跡。

某事故現(xiàn)場，0#柱上端由法蘭座與第一節(jié)機臂（主梁）下蓋板焊接連接，從法蘭的焊縫撕裂，斷裂處，δ20mm的鋼管沒有開焊縫坡口；0#柱伸縮節(jié)Ⅱ?194mm鋼管在銷軸孔段存在著陳舊性彎折變形，鋼管上銷孔存在壓潰現(xiàn)象。說明該結(jié)構(gòu)件屬于帶缺陷使用。陳舊性彎折變形，很大程度上降低了鋼管在配合處的機械性能，也成了結(jié)構(gòu)件的薄弱點。0#柱鋼管和機臂第四節(jié)的破壞，也正好說明架橋機帶缺陷的結(jié)構(gòu)件材料機械性能較快降低，相應(yīng)工況中外載荷產(chǎn)生的應(yīng)力使結(jié)構(gòu)件產(chǎn)生破壞。

1.8 架橋機構(gòu)造特征的影響

架橋機在構(gòu)造上外形龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。懸臂式架橋機需吊著梁片通過橋頭路基對位，行走時質(zhì)心高，輪壓大，極易發(fā)生傾覆?，F(xiàn)在主要使用的單梁式或雙梁式架橋機，雖比懸臂式先進許多，但其結(jié)構(gòu)仍不太合理，如機體長、自重大、輪壓大、質(zhì)心高，而且安全保護裝置設(shè)計不是十分完善，一旦發(fā)現(xiàn)架橋機傾斜，難以采用應(yīng)急補救辦法，多數(shù)情況下只能發(fā)生。

1.9 路基和線路等環(huán)境條件

路基和線路質(zhì)量差是導(dǎo)致架橋機傾覆的主要原因之一。在新線和既有線上都存在路基隱患，如墓穴、弧石坑、局部回填、拋填大石塊或凍土塊、積水浸泡、暗流等情況。其中每一種情況都曾發(fā)生過架橋機傾覆事故。特別是橋臺與橋頭填土之間常有夯填不實情況，往往是事故多發(fā)地段。線路質(zhì)量差，如曲線地段外軌超高過大導(dǎo)致架橋機機身傾斜而引起傾覆事故，線路坡度不平順導(dǎo)致架橋機溜滑也易引起其前傾。

1.10 認(rèn)識與管理方面的漏洞

有些施工單位對項目中標(biāo)后層層轉(zhuǎn)包，重要的、危險的作業(yè)項目沒有管理人員和監(jiān)理人員在作業(yè)現(xiàn)場，這些管理工作的漏洞形成安全生產(chǎn)的失控。

施工單位以及機組人員對架橋機過孔和調(diào)整作業(yè)認(rèn)識不足，缺乏管理制度和安全工作力度。架橋機過孔作業(yè)為危險工況，如在過孔作業(yè)中，施工現(xiàn)場沒有相應(yīng)安裝資質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)過孔作業(yè)。相應(yīng)的責(zé)任人員和工程監(jiān)理人員沒有在施工現(xiàn)場履行職責(zé)，對工程管理存在失控現(xiàn)象，使這些特別需要技術(shù)支持的施工現(xiàn)場形成了空穴。

對步履式單導(dǎo)梁架橋機，從結(jié)構(gòu)和受力方面，最危險工況除了出現(xiàn)在過孔時最大懸臂長度狀態(tài)以外，1#、2#柱等調(diào)整過程也不容忽視。尤其在高墩大跨度坡道條件下過孔調(diào)整時，應(yīng)防止外力導(dǎo)致架橋機失穩(wěn)事故。

由于鋪軌數(shù)量是衡量鐵路建設(shè)進度的主要統(tǒng)計指標(biāo)，施工組織設(shè)計時留給鋪架單位的鋪架工期本來很緊張，而在施工中路基施工單位、橋隧施工單位由于種種原因往往工期滯后，而總工期不變甚至有時還提前，留給鋪架單位的鋪架時間更短。鋪架單位趕進度晝夜加班，使員工疲憊；為趕工期而圖快圖省事不按規(guī)則施工，使鋪軌后的線路質(zhì)量差，而給架橋機通過時留下事故隱患；架橋機架橋時施工人員為趕工期往往省略有關(guān)安全措施，這樣發(fā)生事故的概率增加。

1.11 裝備售后服務(wù)工作短缺

有些裝備廠商把銷售成交看成了服務(wù)終點，缺乏對裝備售后技術(shù)服務(wù)的理念，對同一產(chǎn)品反復(fù)在施工現(xiàn)場出現(xiàn)事故的某些相關(guān)廠商，不能不對此引起沉重思考。

2 預(yù)防措施

1）大多數(shù)架橋機事故都包含著人為因素，呼吁相關(guān)部門能夠加以重視。

2）上崗人員必須具有相應(yīng)的實際工作技能。

3）架橋機產(chǎn)品流入市場前，設(shè)計制造部門應(yīng)該向用戶提供功能合適、安全保護裝置齊全的產(chǎn)品，同時應(yīng)該有對國家財產(chǎn)和人民生命負(fù)責(zé)任合格的技術(shù)指導(dǎo)文件；產(chǎn)品流入社會后，廠商應(yīng)該有良好的售后服務(wù)道德和技術(shù)指導(dǎo)的延伸，應(yīng)該責(zé)無旁貸的承擔(dān)起這份社會責(zé)任。

4）在橋梁建設(shè)方面，要求工程施工單位嚴(yán)格按照《鐵路路基施工規(guī)范》修筑好路基，保證其質(zhì)量而不留事故隱患；鋪架單位嚴(yán)格參照《鐵路架橋機架梁規(guī)則》施工防止或杜絕發(fā)生傾覆事故。

5）針對架橋機頻繁事故，產(chǎn)品研發(fā)部門急待開發(fā)對產(chǎn)品可能出現(xiàn)的致命誤操作事故的保護功能。呼吁優(yōu)秀的設(shè)計工作者，在研發(fā)階段著力于對誤操作保護功能的開發(fā)研究，使產(chǎn)品能可靠防止誤操作導(dǎo)致的嚴(yán)重事故的發(fā)生，這也是對社會和人類做出的杰出貢獻。如步履式單導(dǎo)梁架橋機柱移動操作工況的誤操作保護功能。

6）在高墩坡道大跨度重梁條件下采用架橋機架梁工藝時，對于非架梁工況質(zhì)心高度大的架橋機（如步履式單導(dǎo)梁架橋機），過孔工況的穩(wěn)定性問題應(yīng)該引起足夠的重視，盡量降低整機質(zhì)心高度，增加整機穩(wěn)定性，有效的規(guī)避架橋機失穩(wěn)墜落和傷害事故發(fā)生。

7）質(zhì)監(jiān)部門具有強大的專業(yè)技術(shù)隊伍，在嚴(yán)格執(zhí)行國家對特種設(shè)備安全監(jiān)察的同時，不要忘記對所轄區(qū)域特種設(shè)備使用單位的技術(shù)支持。

3 結(jié) 論

綜上分析，架橋機傾翻墜落事故原因可以概括為人、物、環(huán)境等幾個方面，關(guān)鍵因素是人。

設(shè)計制造單位為用戶提供安全保護功能完善的架橋機，強化架橋機的安全管理和技術(shù)管理，施工單位增強員工責(zé)任心，嚴(yán)格執(zhí)行《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》，提高員工素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平，杜絕違章作業(yè)、違章指揮，嚴(yán)格按照架橋機安全操作規(guī)程使用設(shè)備。

只要各個相關(guān)部門各負(fù)其責(zé)，各盡其職，可以杜絕或防止架橋機瞬時整機傾翻或墜落事故的發(fā)生。 O

[1] GB 3811-2008，起重機設(shè)計規(guī)范[S].

[2] GB 5905-1986，起重機試驗規(guī)范和程序[S].

[3] GB 6067-1985，起重機械安全規(guī)程[S].

[4] GB/T 14406-1999，通用門式起重機[S].

[5] GB 10183-1988，橋式和門式起重機制造及軌道安裝公差[S].

[6] GB/T 14405-1993，通用橋式起重機[S].