塔機超載引起的事故分析
2006年3月5日上午10時(shí)許,杭州某建筑工地一臺正在吊運鋼管的塔式起重機,突然發(fā)出了沉悶的響聲,人們舉目望去,只見(jiàn)往日筆直的塔機歪了,塔機上部向建筑物傾斜,塔機的吊鉤上還吊著(zhù)一捆鋼管,在半空中搖蕩,塔機發(fā)生事故了。
發(fā)生事故的塔機是QTZ5012自升式塔式起重機,該塔機起重臂裝了46m長(cháng),塔身已升至90m高,裝有6道附著(zhù)裝置,最高一道附著(zhù)裝置距起重臂桿鉸點(diǎn)22m。發(fā)生事故的現象是:在這一道附著(zhù)裝置上,三根附著(zhù)桿中的一根附著(zhù)桿的調節絲桿被扭彎,調節絲桿上連接耳板也被扭彎,但這二點(diǎn)都沒(méi)有斷,造成塔身被拉向建筑物,使得這一道附著(zhù)框梁上方的塔身嚴重歪斜,塔頂位置偏離垂線(xiàn)達0.90m之多。當時(shí)塔機的作業(yè)任務(wù)是吊運腳手架的鋼管,將建筑物樓頂面的鋼管吊運至12層的裙房樓面上,起吊點(diǎn)在起重機臂桿12m處,卸料點(diǎn)在起重機臂桿38m處,起吊的鋼管重量估算在2.5t。塔機傾斜后,塔機的吊鉤上還吊著(zhù)一捆鋼管,懸空在12層的裙房樓面上方。
一、事故原因分析
1.該塔機的起重特性表上表明,在吊2.5t物料時(shí)的幅度控制在26m之內,要吊至38m處是嚴重超載的。若超載,塔機的起重力矩限位器應該起保護作用,經(jīng)檢查,起重力矩限位器是完好的,在超出限定力矩范圍時(shí),能切斷吊鉤向上、小車(chē)變幅向外的電源,保證不超載。經(jīng)檢查,塔機的小車(chē)制動(dòng)器失效。正常時(shí),當力矩限位器切斷小車(chē)向上的電源,小車(chē)制動(dòng)器制動(dòng),小車(chē)就會(huì )停下。
2.起重臂的方向正好在與塔身標準節成45°角,是塔機受力最不利的方向,彎矩產(chǎn)生的載荷主要作用在一根附著(zhù)桿上,超載形成的巨大壓力使此附著(zhù)桿應力急劇增大,超過(guò)屈服應力δs,最后,選擇了最薄弱的危險斷面,在附著(zhù)桿的調節絲桿上發(fā)生了上塑變彎曲,造成了事故。
塔機設計載荷力矩為630kN.m。
46m處設計載荷力矩為 46×13=598kN.m
事故時(shí)實(shí)際載荷力矩達 46×25=920kN.m
超載達 (920-598)÷598=58.8%
調節絲桿為M42,材料為45#鋼,調質(zhì)處理,屈服強度為360N/mm2。超載引起附著(zhù)桿的壓力增大,經(jīng)檢驗絲桿的制作、熱處理有缺陷,達不到應有的強度;耳板的制作、焊接質(zhì)量也有缺陷,先發(fā)生塑變彎曲再引起絲桿彎曲。因有二點(diǎn)彎曲,一點(diǎn)先塑變,起重臂桿更傾斜,力矩加大,加劇另一點(diǎn)彎曲,經(jīng)觀(guān)察后者的因素更大些。
事故形成示意:
起吊——同時(shí)變幅——力矩超載——力矩限位器動(dòng)作——變幅小車(chē)制動(dòng)失效——小車(chē)滑向起重機臂端——力矩超載加劇——附著(zhù)桿受力增加——附著(zhù)桿調接絲桿、耳板彎曲——塔機彎曲