一起因底架不合格引發(fā)的塔式起重機(jī)倒塌事故的分析

喻 穎

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院湘潭分院　湘潭　411100）

一起因底架不合格引發(fā)的塔式起重機(jī)倒塌事故的分析

喻 穎

（湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院湘潭分院湘潭411100）

本文通過(guò)對(duì)一起塔式起重機(jī)倒塌的設(shè)備事故現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)勘查和對(duì)塔式起重機(jī)安裝、檢驗(yàn)、使用情況的調(diào)查，分析了塔式起重機(jī)部件的受力情況及失效形式，發(fā)現(xiàn)該塔式起重機(jī)代用底架的委托制造環(huán)節(jié)不符合相關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，制造、安裝、檢驗(yàn)、使用等單位對(duì)底架不重視，找出了該起塔式起重機(jī)倒塌事故的直接原因和間接原因，并提出了防止同類事故發(fā)生的建議。

塔式起重機(jī)倒塌底架原因分析

2016年1月5日10時(shí)44分，某縣標(biāo)準(zhǔn)化廠房工程2#塔式起重機(jī)（以下簡(jiǎn)稱塔吊）發(fā)生倒塌事故，事故造成塔吊底架等部分結(jié)構(gòu)件損毀，在建建筑物部分損壞，建筑物前停放的一臺(tái)小汽車受損，所幸事故未造成人員傷亡。

1　事故設(shè)備情況

設(shè)備名稱：普通塔式起重機(jī)

型號(hào)：QTZ80（TC5610-6）

出廠日期：2014-3-27

制造單位：中聯(lián)重科股份有限公司

產(chǎn)權(quán)單位：G設(shè)備公司

安裝單位：G設(shè)備公司

安裝地點(diǎn)：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)廠房工程（使用編號(hào)：2#）使用單位：T建筑公司

安裝監(jiān)督檢驗(yàn)單位：S檢測(cè)公司

2　事故現(xiàn)場(chǎng)勘查及調(diào)查情況

2.1現(xiàn)場(chǎng)勘查

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，該工地2#塔吊失穩(wěn)后，向正后方2號(hào)樓傾倒，倒于22軸交D軸段位置上，并在重力作用下滑移至22軸交A軸位置。傾倒過(guò)程中，塔身、平衡臂與2號(hào)棟建筑物相碰，導(dǎo)致第7和第8節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接螺栓拉斷，聯(lián)接斷開(kāi)。塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)第8節(jié)因一根桿件扭曲變形嚴(yán)重而損毀，平衡臂4m處2根桿件斷裂。配重掉落在2號(hào)棟屋面板22軸交B軸段位置。2號(hào)棟建筑物部分損壞。

2號(hào)棟至4號(hào)棟立面前段高壓線路受損約300m，2根電桿倒塌。停放在3號(hào)棟前坪的一輛福特小轎車被砸中損壞。

圖1　全部開(kāi)裂、脫開(kāi)的（受拉）主弦桿焊接接頭

圖2　底架（受壓）主弦桿焊縫裂口

圖3　嚴(yán)重變形、損毀的塔吊底架

吊物傾覆時(shí)，塔吊X型底架上受拉應(yīng)力的1個(gè)主弦桿與底座十字梁的焊縫全部開(kāi)裂、脫開(kāi)（見(jiàn)圖1），另2個(gè)受壓應(yīng)力的主弦桿焊接接頭部分脫焊，此2處底座十字梁受壓屈曲變形嚴(yán)重，底座十字架交叉處，部分焊縫脫焊，多處母材撕裂（見(jiàn)圖2、圖3），底架損毀。

2.2安裝、檢驗(yàn)情況調(diào)查

該塔吊是T建筑公司向G設(shè)備公司租賃的，并由G設(shè)備公司負(fù)責(zé)安裝。

調(diào)查表明，2015年10月16日，在塔吊租賃、安裝合同簽訂時(shí)，施工工地已由承租方T建筑公司按照其原使用過(guò)的另一種塔吊的安裝尺寸澆灌好了塔吊基座，G設(shè)備公司在安裝過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)基座與所租賃的中聯(lián)塔吊X型底架安裝尺寸不符。經(jīng)與使用方T建筑公司協(xié)商，由T建筑公司提供原塔吊基座圖紙，和實(shí)際測(cè)量的基座螺栓距離等尺寸，G設(shè)備公司聯(lián)系到D公司，委托其加工一個(gè)底架，用于安裝該塔吊。

2015年10月29日，D公司對(duì)其制造加工的底架（合格證書(shū)上名稱為“轉(zhuǎn)換底節(jié)”）出具了合格證明書(shū)，并附有《焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)表》，對(duì)焊縫質(zhì)量的14個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了出廠檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果均為“合格”。

2015年11月17日，塔吊由S檢測(cè)公司進(jìn)行了安裝監(jiān)督檢驗(yàn)，檢驗(yàn)過(guò)程中，以標(biāo)準(zhǔn)節(jié)作為載荷，以增幅法進(jìn)行了載荷試驗(yàn)，驗(yàn)證了起重量限制器等安全保護(hù)裝置保護(hù)功能的有效性，檢驗(yàn)合格。

2.3使用情況調(diào)查

在安裝驗(yàn)收及其后的第一次維保過(guò)程中，均未發(fā)現(xiàn)該底座焊縫處存在裂紋現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)塔吊司機(jī)的調(diào)查詢問(wèn)得知，塔吊使用過(guò)程中，各安全保護(hù)裝置齊全有效，塔吊也未超出規(guī)定的自由高度。在事故發(fā)生時(shí)，吊物重量約為1600kg，所處幅度約為36m。經(jīng)計(jì)算，并與該塔吊載荷曲線圖比較，吊物重量未超載，實(shí)際力矩也未超過(guò)允許值。

3　技術(shù)分析

3.1委托環(huán)節(jié)的問(wèn)題

在G設(shè)備公司委托D公司加工塔吊底架的過(guò)程中，委托方G設(shè)備公司提供的技術(shù)資料僅為“根據(jù)T建筑公司提供的原塔機(jī)基座圖紙和實(shí)際丈量的基座螺栓間距”，并未提供制造單位中聯(lián)重科塔吊底架圖紙，也未給出具體的產(chǎn)品技術(shù)要求。

3.2制造環(huán)節(jié)的問(wèn)題

TSG Q7004—2006 《塔式起重機(jī)型式試驗(yàn)細(xì)則》中A2.4（1）規(guī)定，塔吊的底架，屬于塔吊的主要受力結(jié)構(gòu)件。底架應(yīng)該能直接承受塔吊任何工況下的傾翻力矩，因此，為保證塔吊的安全使用性能，底架宜選用原廠生產(chǎn)的同型號(hào)同規(guī)格產(chǎn)品。如果要委托其他單位制造，則按照《起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定》第十條的規(guī)定，該接受委托的單位應(yīng)該具備與原設(shè)備制造所需的同類型和級(jí)別的資質(zhì)，并應(yīng)有相應(yīng)的加工、檢測(cè)、質(zhì)量保證等能力。

雖然D公司也有塔吊制造資質(zhì)，但從D公司所提供的該塔吊底架的《合格證明書(shū)》來(lái)看，制造單位既未按照現(xiàn)用中聯(lián)塔吊實(shí)際情況進(jìn)行受力計(jì)算，提供設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)，也未按照GB/T 5031—2008《塔式起重機(jī)》5.3.2.1.5的要求對(duì)底架焊縫的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，未提供無(wú)損檢測(cè)的報(bào)告，而僅對(duì)產(chǎn)品的焊縫外觀質(zhì)量和幾何尺寸進(jìn)行了檢驗(yàn)。另外，合格證書(shū)上僅注明“產(chǎn)品經(jīng)檢驗(yàn)合格出廠”，并未注明產(chǎn)品制造、檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。

該委托加工的代用底架，不同于原廠設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品安全性能有較大影響，卻未按照《起重機(jī)械型式試驗(yàn)規(guī)程（試行）》第四條、《特種設(shè)備安全法》第二十條的要求“通過(guò)型式試驗(yàn)進(jìn)行安全性驗(yàn)證。”

因此，這種無(wú)圖紙、無(wú)技術(shù)要求，未經(jīng)安全性驗(yàn)證，僅憑安裝尺寸委托生產(chǎn)出來(lái)的塔吊底架，其強(qiáng)度、制造質(zhì)量是不能滿足實(shí)際使用需求的。從事故現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)勘查情況也印證了這一點(diǎn)，塔吊底架焊縫受力撕裂導(dǎo)致了塔吊的失穩(wěn)傾覆。

3.3相關(guān)分析

雖然《質(zhì)檢總局辦公廳關(guān)于調(diào)整起重機(jī)械制造環(huán)節(jié)監(jiān)督檢驗(yàn)的通知》（質(zhì)檢辦特［2014］294號(hào)）規(guī)定“自2014年1月1日起，廢止《起重機(jī)械制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》（TSG Q7001—2006），不再實(shí)施起重機(jī)械制造監(jiān)督檢驗(yàn)”，但同時(shí)也明確要求“依據(jù)《特種設(shè)備安全法》第十三條的規(guī)定，起重機(jī)械制造單位及其主要負(fù)責(zé)人對(duì)其制造的起重機(jī)械安全負(fù)責(zé)。制造單位要加強(qiáng)制造過(guò)程質(zhì)量控制，保證起重機(jī)械符合相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)其制造的起重機(jī)械質(zhì)量和安全性能負(fù)責(zé)。”

因此，該代用底架制造單位D公司在沒(méi)有制造過(guò)程監(jiān)督的情況下，更應(yīng)該提升自身技術(shù)水平和管理能力，嚴(yán)格遵照國(guó)家法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、型式試驗(yàn)驗(yàn)證，生產(chǎn)符合安全性能要求的產(chǎn)品（含底架等部件）。

底架作為塔式起重機(jī)中承受全部載荷的最底部結(jié)構(gòu)件，直接影響到塔吊的整機(jī)抗傾翻穩(wěn)定性，在安裝最大自由高度（此時(shí)未安裝附著架）、滿力矩下的工況吊運(yùn)，是對(duì)底架等主要受力構(gòu)件承載強(qiáng)度的考驗(yàn)。而現(xiàn)行的TSG Q7016—2008《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》中，并未對(duì)此作出明確規(guī)定，實(shí)際上，在實(shí)施安裝監(jiān)檢時(shí)，塔吊的安裝高度往往低于其最大自由安裝高度，此時(shí)，即使按要求進(jìn)行了相應(yīng)的載荷試驗(yàn)，也未必能檢驗(yàn)出底架應(yīng)有的承載強(qiáng)度。因此，底架的設(shè)計(jì)、制造、型式試驗(yàn)、使用等環(huán)節(jié)對(duì)底架的使用安全性能就顯得尤為重要。

此前，筆者在檢驗(yàn)過(guò)程中也碰到過(guò)兩起類似的底架破壞的情況，但因發(fā)現(xiàn)及時(shí)（當(dāng)時(shí)只有一根主弦桿脫焊斷開(kāi)，塔吊尚未傾翻），在馬上進(jìn)行拆卸、底架返廠修理并加固、重新安裝等處理之后，有效地防止了塔吊倒塌事故的發(fā)生。

4　事故原因

4.1直接原因

塔吊使用非原制造單位提供的底架，而代用底架的制造過(guò)程中，制造單位D公司未經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，焊縫未經(jīng)無(wú)損檢測(cè)等質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，代用底架不合格，其強(qiáng)度、焊接質(zhì)量達(dá)不到使用要求，不滿足使用工況，導(dǎo)致在使用過(guò)程中，底架重要焊縫撕裂，引發(fā)了該起塔吊傾翻的事故。

4.2間接原因

1）塔吊使用單位T建筑公司在尚未簽訂塔吊租賃合格，未知塔吊型號(hào)的情況下，已經(jīng)澆灌了塔吊基座，致使所租賃的中聯(lián)塔吊底架與已澆灌的基座安裝尺寸不符，安裝單位被迫棄用原裝底架，而換用底架安裝，未嚴(yán)格執(zhí)行《安裝、使用、維護(hù)說(shuō)明書(shū)》等技術(shù)文件的要求，導(dǎo)致塔吊倒塌事故的發(fā)生。

2）塔吊的產(chǎn)權(quán)單位及安裝單位G設(shè)備公司委托D公司為其生產(chǎn)塔吊底架（替代產(chǎn)品），但并未向D公司提供合適的產(chǎn)品圖紙，也未給出具體的產(chǎn)品技術(shù)要求，D公司在未掌握底架部件原圖紙及其技術(shù)要求的情況下加工制造，導(dǎo)致底架不滿足實(shí)際使用的技術(shù)要求。

3）塔吊制造、安裝、檢驗(yàn)、使用等單位對(duì)底架不重視，未將其視為與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、主吊臂等同等重要的主要受力結(jié)構(gòu)件，在底架制造、安裝、使用等環(huán)節(jié)中，未嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，導(dǎo)致不合格底架流入使用環(huán)節(jié)，引發(fā)了塔吊的倒塌事故。

在本案例中，安裝單位發(fā)現(xiàn)基座與塔吊底架不符，應(yīng)該終止安裝，重新澆灌塔吊基座，或者，租賃與現(xiàn)基座相適應(yīng)的原型號(hào)塔吊后再安裝使用，這是保障安全的合理措施。

5　結(jié)束語(yǔ)

有些制造、安裝、使用單位對(duì)塔式起重機(jī)的底架并不重視，其實(shí)，底架和標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、吊臂等一樣，是塔式起重機(jī)的主要受力構(gòu)件，其強(qiáng)度、剛度對(duì)塔式起重機(jī)的抗傾覆性能有著直接的影響。塔式起重機(jī)由于使用和結(jié)構(gòu)的特殊性，危險(xiǎn)因素很多，在制造、安裝、使用過(guò)程中，尤其要保證其抗傾覆性能。因此：

1）主要受力結(jié)構(gòu)件最好來(lái)自原廠同型號(hào)同規(guī)格的產(chǎn)品，這樣既能保證互換性，也能保證產(chǎn)品的安全技術(shù)性能和產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性。特殊情況下，主要受力結(jié)構(gòu)件代用品的制造，須選擇有相應(yīng)資質(zhì)的單位來(lái)進(jìn)行，并應(yīng)提供原廠圖紙和技術(shù)參數(shù)等資料，按圖加工。如不能提供，制造廠須有相應(yīng)的設(shè)計(jì)能力，能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行受力計(jì)算，并進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。另外，制作過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行各項(xiàng)檢驗(yàn)檢測(cè)和質(zhì)量控制。

2）塔吊的安裝（尤其是在安裝程序、技術(shù)要求上）應(yīng)嚴(yán)格按照產(chǎn)品《安裝、使用、維護(hù)說(shuō)明書(shū)》等產(chǎn)品技術(shù)文件的要求來(lái)進(jìn)行，嚴(yán)禁不同底架混用、代用。

3）鑒于安裝高度對(duì)塔式起重機(jī)的抗傾翻穩(wěn)定性有較大影響，故建議塔吊監(jiān)督檢驗(yàn)的載荷試驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)員應(yīng)盡量選擇塔吊在接近安裝最大自由高度的工況下進(jìn)行，以使載荷試驗(yàn)最大限度地反映塔吊的整機(jī)傾翻穩(wěn)定性，提高檢出率。另外，建議在國(guó)家質(zhì)檢總局對(duì)TSG Q7016—2008 《起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》進(jìn)行修訂時(shí)，也能盡量明確塔式起重機(jī)監(jiān)督檢驗(yàn)載荷試驗(yàn)的條件，如安裝高度等。

這起事故的發(fā)生，以及引發(fā)該事故的各種原因，應(yīng)該引起塔式起重機(jī)制造、安裝、維保、使用、檢測(cè)單位的高度重視。

［1］王福綿.起重機(jī)械技術(shù)檢驗(yàn)［M］.北京：學(xué)苑出版社，2000.

［2］GB/T 5031—2008 塔式起重機(jī)［S］.

［3］王福綿.起重機(jī)械故障預(yù)防與故障分析［M］.北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.

［4］中聯(lián)重科股份有限公司.安裝使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)（TC5610-6型）［Z］.

［5］特種設(shè)備安全法（中華人民共和國(guó)第4號(hào)主席令）［S］.

［6］起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定（國(guó)家質(zhì)檢總局第92號(hào)令）［S］.

［7］起重機(jī)械型式試驗(yàn)規(guī)程（試行）（國(guó)質(zhì)檢鍋［2003］305號(hào)文）［S］.

［8］TSG Q7004—2006 塔式起重機(jī)型式試驗(yàn)細(xì)則［S］.

［9］TSG Q7016—2008 起重機(jī)械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則［S］.

Analysis of a Tower Crane Collapse Accident Caused by Unqualified Chassis

Yu Ying
（Xiangtan branch of Hunan special equipment inspection & testing instituteXiangtan411100）

Based on the spot accident investigation and the survey of installation， inspection and usage of a collapsed tower crane， this paper analyzed the force conditions and failure form of tower crane components， found that the commissioned manufacturing of alternative chassis used in this tower crane did not conform to the requirements of relevant laws and regulations， technical standards. Meanwhile， the manufacturing， installation， test， use and other units did not pay enough attention on it. The direct and indirect reasons of the collapse accident was found out， and the recommendations to prevent similar incident were put forward.

Tower craneCollapseChassisReasonAnalysis

X941

B

1673-257X（2016）08-0072-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.08.018

喻穎（1975～），男，本科，主任，高級(jí)工程師，從事分院的質(zhì)量技術(shù)管理、機(jī)電類特種設(shè)備的檢驗(yàn)檢測(cè)和事故調(diào)查等工作。

2016-01-25）