一起汽車起重機側(cè)翻事故分析

摘要：文對一起汽車起重機側(cè)翻事故過程進行了簡要描述，通過查閱相關資料和現(xiàn)場勘察，對起重機的起吊過程進行了力學分析，計算出了起重機支腿的壓強與地面壓強的相互關系，得出了事故直接、間接原因，并提出了防止此類事故再發(fā)生的整改措施，供汽車起重機使用單位和管理人員學習、參考。

關鍵詞：汽車起重機；側(cè)翻；事故

Abstract： This article provides a brief description of the process of a truck crane rollover accident. Through reviewing relevant files and on-site investigation， a mechanical analysis of the lifting process of the truck crane was conducted， and the relationship between the pressure of the crane legs and the ground pressure was calculated. The direct and indirect causes of the accident were identified， and corrective measures to prevent such accidents from happening again were proposed for the use units and management personnel of the truck crane to learn and reference.

Key Words：" Truck crane; Rollover; Accident

0 事故概況

某租賃公司一臺型號為ZLJ5550JQZ400V的汽車起重機，最大額定起重量為400t，主臂為5節(jié)，主臂長度范圍15.6～71m，工作幅度范圍3.5～28m，2020年10月制造。在吊裝塔式起重機臂架時，由于固定支腿的枕木下方的沙土地面突然下陷，汽車起重機失去穩(wěn)定性，在傾翻力矩作用下向右側(cè)傾倒，事故現(xiàn)場如圖1所示。

1 現(xiàn)場勘察

1）當天天氣情況：晴，氣溫16℃～25℃，東風2級，濕度91%。

2）汽車起重作業(yè)區(qū)地面沙土地經(jīng)過簡單平整，高空無影響作業(yè)的障礙物，外圍有簡單的圍欄。靠近建設項目周圍地面經(jīng)過施工作業(yè)車輛碾壓，表層有松動浮土，外圍堆放施工物料。作業(yè)現(xiàn)場地面散落零星土建碎石，向下挖掘約0.4m深坑觀察，地面未經(jīng)過硬化處理，開挖處所見全部為沙土，地表層以下可見潮濕沙子。時值春季，作業(yè)區(qū)域延伸50m外周邊土路1m以下可見積水洼地，地下水位較高。

3）涉事汽車起重機位于塔式起重機的南側(cè)偏西約14o向右側(cè)傾倒，車頭朝向塔式起重機，未懸掛配重。起重機的主臂伸出長50.6m，仰角 79°，工作幅度為9m，甩落在汽車起重機的右偏后方向（如圖2所示）。

4）起重臂第一節(jié)伸縮臂未伸，第二節(jié)伸縮臂伸出約45%，第三、四、五節(jié)伸縮臂伸出約90%，第二、三、四、五節(jié)伸縮臂有較大彎曲變形。上車操縱室嚴重擠壓變形（如圖3所示）。起重機的右支腿位于汽車起重機右側(cè)地面，右前支腿上覆蓋拱起的沙土塊。4根支腿及連接油管未見泄漏油現(xiàn)象。汽車起重機隨機黑匣子已完全破壞，無法讀取數(shù)據(jù)。

5）汽車起重機4根支腿架設位置處各布置一組枕木，呈與車輛橫向布置，左側(cè)二處完整，右前側(cè)散落在車身左右，右后側(cè)散落在車身左側(cè)，左右兩組地面枕木間距約為7.6m。枕木未見斷裂，支撐面積分別是：左前0.7m×0.93m，左后0.7m×1.3m，右前0.8m×1.3m，右后0.85m×1.3m，車架后橫梁處0.25m×1.3m（如圖4所示）。

6）汽車起重機制造廠隨車配送的鋼質(zhì)支腳板，尺寸為2.37m×2.37m×0.20m（如圖5所示），在遠離吊裝現(xiàn)場約1.5km路程的貨車上。

7）正在安裝的塔式起重機位于在建的鍋爐房西側(cè)，事發(fā)時，平衡臂已安裝完成，處于安裝塔吊臂階段。塔吊臂與塔身一端已鉸接連接，鉸接點離地高度約為35.64m，伸出端位于汽車起重機的右側(cè)（如圖1所示）地面，等待吊裝。塔吊臂臂長為60m，總重量約為38.664t。塔吊臂伸出端端部約10m的位置可見捆綁塔吊臂的鋼絲繩及汽車起重機主吊鉤（見圖6），吊鉤與鋼絲繩懸掛完整。

2 技術(shù)分析

2.1超載排查

根據(jù)現(xiàn)場勘察，汽車起重機采用右側(cè)起吊作業(yè)方式。因汽車起重機起吊塔吊臂作業(yè)速度緩慢且勻速上升，故其受力可按靜力學分析計算。當塔吊臂起升高度為h時，汽車起重機起吊載荷的力為F（如圖7所示）。

由上式計算可知，當起升高度不超過塔身高度，汽車起重機主吊鉤鋼絲繩保持垂直的情況下，汽車起重機起重臂吊力始終為175.81kN，約為17940 kg。

根據(jù)現(xiàn)場勘察，汽車起重機傾倒過程中右側(cè)支腿向下插沙土層，然后被壓在車下，右側(cè)支腿隨起重機側(cè)翻，并使其支撐的枕木位置發(fā)生短距離移動，結(jié)合現(xiàn)場4根支腿支撐枕木勘測記錄，判斷汽車起重機架設時基本符合支腿全伸出尺寸。查閱《ZOOMLION" ZLJ5721JQZ400V全地面起重機操作手冊》（2020年4月第1版，以下簡稱“《操作手冊》”）表1-19，得到事發(fā)時起重機作業(yè)狀態(tài)安全起吊能力為30.5t，大于本次吊裝作業(yè)載荷，排除了汽車起重機由于超載引起傾翻的因素。

2.2支腿枕木支撐核算

①現(xiàn)場枕木面積為：

0.7m×0.93m+0.7m×1.3m+0.8m×1.3m+

0.85m×1.3m+0.25m×1.3m=4.031m2。

根據(jù)《操作手冊》，汽車起重機自重30600kg，起吊載荷17940kg，起吊時支腿受力合計48540kg，暫不考慮四處枕木面積差異和被松動的沙土擠壓時受力不穩(wěn)定，假定四處枕木壓強一致，壓強計算如下：

P=M /S=48540÷（4.031×10000）=1.204kg/cm2。

②由于起吊塔吊臂作業(yè)狀態(tài)采用右側(cè)起吊，起吊過程傾覆力矩使汽車起重機逐漸大于穩(wěn)定力矩，左側(cè)及車架后橫梁下的枕木失去支撐作用呈現(xiàn)懸空，載荷集中于右支腿，假定右支腿二處枕木壓強一致，壓強計算如下：

P右=M/S

=48540÷（0.8m×1.3m+0.85m×1.3m）÷10000

=2.263 kg/cm2。

查《操作手冊》表2-1“地面承載能力”，優(yōu)質(zhì)適中的沙質(zhì)地基負載能力為1.5 kg/cm2，此時，地面壓強大于汽車起重機制造廠要求的數(shù)據(jù)，右側(cè)二處支腿枕木支撐面積不足。

③按照②條件，以隨車支腿墊板進行驗算：

P右0=M/S=48540÷（2.37m×2.37m）÷10000

=0.864 kg/cm2。

地面壓強小于汽車起重機制造廠要求的數(shù)據(jù)。

2.3汽車起重機起吊過程所受力分析

在整個起升過程中，可把其分成三個節(jié)點兩個階段進行分析，即塔吊臂從地面提至離地2m為第一階段，從離地2m至10m為第二階段。第一階段中，汽車起重機起重臂由B1→B2，塔式起重機起重臂由A1→A2；第二階段中，汽車起重機起重臂由B2→B3，塔式起重機起重臂由A2→A3。經(jīng)計算，第一階段，吊點向后移動約1.18m，第二階段繼續(xù)向后移動約3.80m，整個過程吊點共向后移動約4.98m（如圖8所示）。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，當塔吊臂被提升至0.2m時未發(fā)現(xiàn)異常，說明此時汽車起重機的穩(wěn)定力矩大于傾覆力矩，沙土地面受到支腿向下擠壓力，但右側(cè)支腿下的枕木的壓強未超過沙土地面負載能力，地面尚未破壞。當繼續(xù)提升至2m時，起重機右后側(cè)支腿地面有下沉現(xiàn)象，說明隨著吊點的后移，塔吊臂重心產(chǎn)生往右后方向的分力，通過汽車起重機施加于右后支腿的力變大，支腿下枕木的壓強逐漸達到沙土地面負載能力，沙土地面發(fā)生下陷，但還未達到承載極限而發(fā)生破壞。此時，作業(yè)人員在汽車起重機車架后橫梁右下側(cè)疊起一列枕木支撐，使非起吊狀態(tài)整車的接地面積增加1.30m×0.25m=0.325m2，未采用隨車支腿墊板在右支腿重新支墊和試吊，起吊狀態(tài)右側(cè)支腿下枕木壓強較大的狀況未減小，吊裝基礎不穩(wěn)定的隱患未排除。

在第二階段，隨著吊點繼續(xù)后移，起吊載荷往右后方向水平分力加大，汽車起重機的水平傾覆力臂變大，汽車起重機向右水平傾翻力矩也變大；（由于汽車起重機隨機黑匣子已被完全破壞，無法讀取數(shù)據(jù)，不能確定司機是否有操作轉(zhuǎn)臺跟隨汽車起重機起重臂向后方向回轉(zhuǎn)，暫不考慮回轉(zhuǎn)因素）同時，右側(cè)支腿受力繼續(xù)變大（如圖9所示），當右后支腿下枕木的壓強大于沙土地面負載能力，沙土地面突然破壞快速下陷，右后支腿支撐失效，汽車起重機整車失去穩(wěn)定性，在傾翻力矩作用下向右側(cè)傾倒。

3 事故原因

3.1直接原因

①汽車起重機與塔吊臂呈斜向架設，抬吊過程中塔吊臂重心向右后支腿方向偏移，傾覆力矩變大，右側(cè)支腿向下壓力也增大，右后支腿下枕木的壓強大于沙土地面負載能力突然下陷，汽車起重機失去穩(wěn)定性，在傾翻力矩作用下向右側(cè)傾倒。

②起重機司機作為起重吊裝作業(yè)現(xiàn)場的實際負責人，未按照操作規(guī)范[1][2]要求進行作業(yè)，在試吊時發(fā)現(xiàn)汽車起重機右后支腿存在下沉現(xiàn)象，未采取針對性的措施消除隱患，致使再次起吊時右后支腿突然下陷，汽車起重機失去穩(wěn)定性向右傾倒在地。

3.2間接原因

某租賃有限公司未組織作業(yè)場地安全條件驗收，按照施工現(xiàn)場生產(chǎn)條件編制吊裝作業(yè)施工方案，對員工進行安全技術(shù)措施交底[2][3][4]，安全生產(chǎn)教育不到位，員工未形成自覺遵守安全操作規(guī)程的職業(yè)安全意識?，F(xiàn)場安全管理制度落實不到位，起吊時現(xiàn)場管理人員未在崗位，致使違章操作的行為未得到制止[4]。

4結(jié)語

汽車起重機在使用前需要重點關注基礎是否牢固。為了避免類似事故的發(fā)生，施工單位應根據(jù)汽車起重機的《操作手冊》，制定相應的作業(yè)施工方案和基礎檢查方案，確?；A在使用過程中不下陷、不坍塌，保障汽車起重機的使用安全。使用過程中應重點關注起重機是否進行了超載和超力矩作業(yè)，起吊時現(xiàn)場管理人員和指揮人員應在現(xiàn)場進行指揮作業(yè)，防止發(fā)生安全隱患。

參考文獻

[1]ZOOMLION" ZLJ5721JQZ400V全地面起重機操作手冊（2020年4月第1版）[Z].中聯(lián)重科股份有限公司.

[2]JGJ 276-2012：建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范（附條文說明）[S].

[3]JGJ 33-2012：建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》（附條文說明）[S].

[4]中華人民共和國國務院令第 393 號《建設工程安全生產(chǎn)管理條例》[Z].