楊曉玲

塔機設(shè)計、制造及安裝中存在的一些安全問題分析

楊曉玲

（甘肅建投隧道工程有限公司，甘肅蘭州 730050）

隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，塔機的使用越來越頻繁，然而塔機安全管理是一項任重而道遠的工作，多年來積累沉淀的大量安全問題，短期內(nèi)不可能全部解決，很多施工現(xiàn)場使用的塔機依然存在著重大安全隱患，因此我們必須增強憂患意識，提高塔機安全管理，加強安全事故的預(yù)防與控制，這里我們就針對塔機設(shè)計、制造、安裝和使用中容易發(fā)生的一些事故隱患進行分析，并提出預(yù)防措施，希望能夠?qū)υ擃愂鹿实念A(yù)防起到一定的作用。

塔機；設(shè)計；制造；安裝；檢驗；使用；安全隱患；預(yù)防措施

1　塔式起重機設(shè)計中的安全問題分析

1.1起重機吊鉤的設(shè)計

目前施工現(xiàn)場使用的起重機吊鉤五花八門，所以吊鉤的問題直接關(guān)系著塔機的使用安全，這里我們主要分析吊鉤組的重量問題，吊鉤組的重量所影響的是水平臂塔機升降鋼絲繩的下垂情況和空載是吊鉤的下降性能，而吊鉤組過重會降低起重量而影響整個起重機的起重性能，過輕則會增加起重量而提高塔機的起重性能，但如果過輕在空載時就會影響其下降中的抗干擾能力，撓度過大就會產(chǎn)生擺動而與其他結(jié)構(gòu)刮碰纏繞，就會造成安全隱患。而此種情況也會出現(xiàn)在空載上升的過程中，一旦上升中出現(xiàn)回旋并與腳手架和混凝土結(jié)構(gòu)相掛就會造成事故［1］。

在設(shè)計中應(yīng)將吊鉤組的重量作為一個安全問題看待，設(shè)計時進行合理的優(yōu)化，防止其出現(xiàn)類似事故。設(shè)計中應(yīng)綜合考慮各種因素，調(diào)整吊鉤組的重量使其到達一個最佳的平衡點，在保證起重重量的同時，降低其撓度過大而產(chǎn)生的安全隱患。

1.2易于忽視的載重小車防側(cè)翻裝置

水平臂架小車變幅的塔機，其載重小車安裝有起重用滑輪組、行走用滑輪組、行車用車輪、維修用平臺、牽繩張緊裝置等。部分單位用維修平臺載重，導(dǎo)致小車的另一側(cè)翹起，進而滾輪從起重機下弦短上表面滑落，載重小車整體向一側(cè)傾翻。因此，在中小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)當重視這一安全隱患，最好在橫梁與豎粱之間增加五邊形立筋板，這樣既起到了結(jié)構(gòu)加強與減少變形的作用，又能防止載重小車整體向一側(cè)傾翻［2］。

1.3塔式起重機的防風(fēng)設(shè)計

起重機的抗風(fēng)設(shè)計包括工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)。首先不能遺漏，其次風(fēng)壓取值要準確。工作狀態(tài)最大風(fēng)壓，用于計算金屬結(jié)構(gòu)的強度、剛度及穩(wěn)定性，驗算整機工作狀態(tài)下的抗傾覆穩(wěn)定性；非工作狀態(tài)計算風(fēng)壓，用于驗算此事其中金屬結(jié)構(gòu)的強度、整機抗傾覆穩(wěn)定性和起重機的防風(fēng)抗滑安全裝置的設(shè)計計算。

2　塔機制造中存在的安全問題

2.1結(jié)構(gòu)件材質(zhì)質(zhì)量問題

材質(zhì)宏觀質(zhì)量和化學(xué)成份微觀質(zhì)量。特別是塔機金屬結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵件用材，如：平衡臂架、起重臂架、塔身標準件、塔頂、拉桿、上支座、下支座、載重小車架和基礎(chǔ)底架等。某工地使用的5013塔機，發(fā)生起重臂折臂事故，事后在塔身主弦桿斷裂處取樣檢驗的材料質(zhì)量分析中，顯示了角鋼的厚度測量有多處未達到材料厚度標準的規(guī)定，且金相檢驗表明，其材料存在大量硅酸鹽、氧化物夾雜，當這些缺陷遇熱影響區(qū)、高應(yīng)變速率及高應(yīng)力集中等特定因素時，這些因素對內(nèi)在缺陷的擴展直至材料破壞起到了重要的作用。

2.2焊接質(zhì)量問題

在焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)中，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，構(gòu)件、焊條（焊絲）材料與接頭不符合要求，焊接工藝不合理或焊工操作技術(shù)等原因，常使焊接接頭產(chǎn)生各種缺陷，常見的焊接缺陷有焊縫外形尺寸不符合要求以及咬邊、焊瘤、夾渣、氣孔、未焊透和裂紋等，其中以未焊透和裂紋的危害性最大。一旦在使用過程中有違章操作，特別是超載現(xiàn)象發(fā)生時，這種焊接質(zhì)量就會出現(xiàn)大問題。

2003年，某廠生產(chǎn)的QTZ60型塔式起重機在工地施工時，由于標準節(jié)間的高強螺栓連接耳板未焊透 （經(jīng)查脫焊處的焊縫金屬有密集型氣孔8個，直徑分別為0.80～3.10mm不等；2只連接耳板座其中一只一側(cè)焊接部位未發(fā)現(xiàn)熔合區(qū)，另一側(cè)略見少量熔合區(qū)，且焊縫根部發(fā)現(xiàn)未焊透，長度3.5mm；另一只耳座一側(cè)焊接部位有熔合區(qū)，另一側(cè)則無熔合區(qū)），導(dǎo)致了塔機的倒塌，造成重大的人員傷亡事故。產(chǎn)生未焊透的主要原因是工件表面有鐵銹和油污、坡口角度或間隙太小，焊接速度太快和電流過小，最根本原因則是制造商及工人（焊工）管理水平、技術(shù)素質(zhì)的低劣及質(zhì)量意識的淡薄。

2.3塔機配套件質(zhì)量問題

起升機構(gòu)是塔機的主要執(zhí)行機構(gòu)，他的性能優(yōu)劣直接決定了塔機的工作性能，其可靠性與整機可靠性與整機可靠性有著密不可分的直接關(guān)系。好多廠家的配套件都是通過圖紙自己進行組裝，由于一些設(shè)計上的原因，對電機、減速機、聯(lián)軸器以及剎車等的選型都有一定的不當，造成電機功能偏小，參數(shù)老化，起升速度偏低，再加上組裝工藝落后，組裝后電機主軸與減速機構(gòu)入軸、減速機構(gòu)出軸與卷筒中心線、剎車與制動輪的同軸度偏差較大，導(dǎo)致減速機齒輪嚙合不好或阻力過大而產(chǎn)生噪聲，有時還會損毀電機與減速機聯(lián)軸器，以及剎車失靈等［3］。

許多塔機制造廠家和使用方都有過回轉(zhuǎn)最愛出毛病的體會，就是回轉(zhuǎn)機構(gòu)的故障率太高，主要的問題是選型不當以及裝配精度不高的問題。

3　塔機拆裝中存在的安全問題

塔式起重機轉(zhuǎn)移頻繁、安裝次數(shù)多，安裝質(zhì)量的好壞直接影響塔式起重機本身壽命及使用安全。涉及到塔機金屬結(jié)構(gòu)件的安裝、連接，整體的形位偏差及各個工作機構(gòu)的安裝與固定。

3.1塔機金屬結(jié)構(gòu)件的安裝問題

塔式起重機鋼結(jié)構(gòu)是起重機的骨架，由塔身、塔帽、起重臂、平衡臂和底架等主要部分組成。其安裝質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到塔式起重機的使用安全。主要有以下問題：塔式起重機塔身標準件間高強度螺栓松動或是未有雙螺母防松等；起重臂標準件間、前后拉桿間及拉桿與臂架間等的聯(lián)接銷軸防松開口銷未打開或者打開的角度不到位，甚至開口銷都未插上鎖上；平衡配重塊的數(shù)量或位置與裝配的起重臂架長度不一致；鋼絲繩被壓扁、籠形變形、繩股脫出或是被點焊斷絲斷股等（安裝時損壞）；起重臂端起升鋼絲繩繩端固定不規(guī)范：繩卡卡向相反、兩股繩未并攏（繩卡的數(shù)量要求形同虛設(shè)）、繩卡數(shù)量缺少；垂直度超差。

3.2安全裝置安裝質(zhì)量問題

安全裝置安裝質(zhì)量問題包括：力矩限制器失效、起升高度限位器失效、鋼絲繩脫槽扯檔和防跳裝置的失效、小車變幅繩斷保護裝置的失效、其它安全裝置的失效。下面主要就力矩限制器失效、起升高度限位器失效和小車變幅繩斷保護裝置的失效進行分析。

1）力矩限制器失效。在用建筑用塔機以全力機械式起重力矩制動器較多，其失效原因主要有弓形板彈性失效或不靈敏和電氣觸動開關(guān)沒有相應(yīng)的防護措施或措施不得力，引起的短路失效，如：無防水、五防潮裝置等，這種現(xiàn)象較多。

2）起升高度限位器失效。主要有電氣原因（受水受潮）和安全距離的設(shè)置超差。對小車變幅的塔機，吊鉤裝置頂部至小車架下端的最小距離的設(shè)定是有規(guī)定的。安裝時不應(yīng)小于相關(guān)最小的安全距離，以防吊鉤沖頂事故。

3）小車變幅繩斷保護裝置的失效。主要表現(xiàn)在安裝人員將小車架上的擋塊或與其支座捆在一起，從而失去變幅變幅鋼絲繩斷裂時，止住小車滑移的作用。另外，由于某些塔機變幅機構(gòu)未配備制動器，以變幅鋼絲繩的張緊力對吊物進行定位，故在用的變幅鋼絲繩需要經(jīng)常調(diào)節(jié)鋼絲繩的張力，加大鋼絲繩拉應(yīng)力，減少了鋼絲繩的壽命，同時因為這種設(shè)置變幅鋼絲繩容易跳躍，使得扣在鋼絲繩的擋塊隨之起伏，與上部起重臂上的水平弦桿相碰，為讓小車能正常運行，故擋塊經(jīng)常被捆綁，繩斷保護裝置因此也失去了作用。

3.3塔式基礎(chǔ)驗收存在的問題

安裝前應(yīng)根據(jù)專項施工方案，

對塔式起重機基礎(chǔ)的下列項目進行檢查，確認合格后方可實施：1）基礎(chǔ)的位置、標高、尺寸；2）基礎(chǔ)的隱蔽工程驗收記錄和混凝土強度報告等相關(guān)資料；3）安裝輔助設(shè)備的基礎(chǔ)、地基承載力、預(yù)埋件等；4）基礎(chǔ)的排水措施［4］?？墒窃趯嶋H安裝過程中，好多施工單位為了趕工期，基礎(chǔ)施工完工后就安排塔機安裝，隨后才對塔吊基礎(chǔ)進行檢測，辦理相關(guān)手續(xù)，繼而造成重大安全隱患［4］。

［1］ 李春明，皮彥忠.塔式起重機設(shè)計中容易忽視的幾個問題哈爾濱眾志建筑工程公司.

［2］ 賈忠輝，段忠東.塔式起重機結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用中的抗風(fēng)問題［J］.哈爾濱工業(yè)大學(xué).

［3］ 陳建軍.合理選購配套件，提高塔機競爭力［J］.建筑機械技術(shù)與管理.

［4］ 建筑施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術(shù)規(guī)程JGJ196-2010［J］.中國工業(yè)出版社.

P624.8