施工现场塔吊倒塔事故原因分析

康 涛

(山西一建集团有限公司，山西太原 030012)

目前高层建筑越来越多，使用塔吊日益频繁，特别是大型住宅区使用群塔更是普遍，在施工过程中，由于不正确的使用导致倒塔的情况在施工中时有发生，因此很有必要对倒塔事故原因进行分析。

1 基础不稳固或遇意外风暴袭击引发倒塔事故

1)地基设在沉陷不均的地方，或者地沟没有夯实就浇混凝土。用久了以后，发生局部下沉，而又没有采取补救措施。拼装式基础更要注意如何与地面紧密结合的问题。因为不是现浇的，一定要注意防止水泥块下与地沟之间留有空穴(见图1)。

2)地基靠近边坡，尤其是在有地下室的建筑物，基础离开挖坑边太近，在受载或大的风暴雨后容易滑坡倒塔。

3)虽然基础打了桩，但桩下又挖的太空，桩实际没有多少承载能力，局部塌陷而倒塔。

4)混凝土基础浇灌配比不符合要求，达不到抗拉强度。地脚螺栓松脱，发挥不了作用。

5)基础浇灌后，没有对混凝土进行有效的养护，达不到强度要求。

6)基础浇灌后，时间太短即使用，混凝土达不到强度要求，满足不了负载的要求。

7)地脚螺栓钩内没穿插横杆，螺栓拉力传不出去，引起钩头局部混凝土破坏。

8)仅用埋入半个钢架作基础，重复使用时不是用螺栓连接，而是将地上地下部分用气焊切割又对焊，容易发生焊缝开裂，或产生脆性疲劳断裂而倒塔。

9)行走式塔机压重平衡稳定储备量不足，在超载情况下易于发生倾翻倒塔。

10)行走式塔机，下班后忘记锁夹轨器，晚上突遭风暴袭击而倒塔。

11)行走式塔机，轨道铺设不可靠，或地面承载能力不够，引起局部下沉，导致过分倾斜而引发倒塔。

2 安装、顶升、附着、拆卸引发的倒塔事故

1)违背安装顺序、没掌握好平衡规律。最突出的是要先装平衡臂，再装1块～2块平衡重，使之有适当后倾然后才能装起重臂。装了起重臂后塔机向前倾，最后再装平衡重，使塔机在空载状态后倾。有的项目一装平衡重就一直装下去，没掌握适当后倾力矩，就会引发后倾倒塔。反之在拆塔时，一定要先拆平衡重，最多留1块～2块，然后才能拆起重臂，最后拆留下的平衡重和平衡臂。但是有的项目在拆卸起重臂前，不先拆平衡重，后倾力矩太大，结果一拆了平衡臂就倒塔，见图2。

图1 地基局部下塌引起倾倒

图2 违章拆塔的严重效果

2)顶升时扁担梁(也叫顶升横梁)没搭好，有一头只搭上一点点，或者只搭在爬爪的槽边上，当顶升到一定高度后发生单边脱落，造成整个上部倾斜，很难挽回导致倒塔。

3)球形油缸支座的扁担梁没有防横向倾斜的保险销，或者有保险销没有用上，在顶升时扁担梁向外翻又没有引起注意，结果横向分力导致扁担梁横向弯曲，在得不到限制的条件下，过大的弯曲变形会引起扁担梁端部从爬爪的槽内脱出，造成倒塔事故。见图3。

图3 球形支座扁担梁横弯示意图

4)顶升时装在顶升套架上的两块自动翻转的卡板没有可靠的搭在标准节爬爪的顶部，当油缸回缩使卡板受力时，发生单边脱落，造成单边受力而使顶部倾斜引起倒塔。

5)顶升油缸行程长度与套架滚轮布置不匹配，当油缸全行程伸出时，可以使套架上部滚轮超出标准节顶端，从而引起上部倾斜，导致倒塔。

6)顶升时回转机构没有制动，在偶然的风力作用下臂架发生回转，致使套架引入门的主弦杆单边受力太大而失去稳定，导致上部倾斜而倒塔。

7)顶升套架下面的滚轮距离太短，含入量太短，在不平衡力矩作用下，引起滚轮轮压太大，标准节主弦在轮压作用下局部弯曲，导致上部倾斜而倒塔。

8)顶升时没有注意把小车开到足够远处，或者没有吊一个标准节来调节上部的重心位置，使上部重心偏离油缸轴线太远，导致滚轮的局部轮压太大，使主弦局部弯曲而倾斜。

9)套架已顶起一定高度后，液压顶升系统突然发生故障，造成上不能上，下不能下。而作业人员缺乏经验，无法立即排除，停留过久，遇到过大的风力，容易引发倒塔。

10)塔机搭附着时，没有设置结实可靠的附着支点，当附着架受力时，把支点毁坏，导致上部变形过大而发生重大事故。

11)受条件限制，附着距离远远超过说明书上的附着距离，不经过计算，随意增加附着杆的长度，结果导致附着杆局部失稳，上部变形过大而发生倒塔。

12)塔机超高使用，不经过计算，随意增加附着高度，在高空恶劣的风力条件下，因附加风力太大，而发生附着失效，引发倒塔事故。

13)在拆塔和降塔时粗心大意，没有注意调节平衡就拆除回转下支座与标准节的连接螺栓，结果同样会引发顶升时局部轮压过大问题。

14)在已拆除回转下支座与标准节之间的连接螺栓情况下进行起吊，结果导致不平衡力矩失控而发生顶部倾斜。

15)前面所述顶升时容易倒塔的各种因素，在拆塔时同样存在。因为拆塔时，为了把标准节从套架内拉出来，先要顶升一小段距离，所以操作中的粗心大意，同样存在事故危险。

16)降塔时由于受建筑物的条件限制，容易碰到其他的障碍物。在缺乏考虑的条件下，轻易开动回转来避开障碍物，从而很容易造成套架引入单根主弦受力过大而失稳倒塔。

17)在安装中销轴没有可靠的防窜位措施。用铁丝、钢筋代替开口销，日久因锈蚀而发生脱落。销轴失去定位而窜动脱落，导致发生重大的倒塔事故。

18)多次安装和拆卸中丢失高强螺栓，不按原规格购买补充，而是随意就近购买普通螺栓代用，结果因强度不够而发生断裂导致倒塔。

3 使用维护管理不当引起的倒塔事故

1)把小塔当大塔用，使力矩限制器短路不起作用，或者加大力矩限制值，抱侥幸心理，从而导致超力矩倒塔。

2)保养不善，力矩限制器失灵而没发现，早已超力矩还在往外变幅，造成折臂而失去平衡，引发倒塔。

3)在力矩限制器没有调好或失灵的情况下，大幅度起吊不知重量大小的重物，造成严重超力矩而折臂倒塔。

4)斜拉、侧拉起吊物。不知道斜拉、侧拉会使起重臂产生很多的横向弯矩，起重臂下弦杆很容易局部弯曲，从而发生折臂。根部折臂会失去前倾力矩，引起平衡重后倾往下砸，打坏塔身而倒塔，见图4。

a.用塔吊去拔起压在别的东西下的物件，没有负载大小的概念，起升机构的惯性冲击引发严重超力矩，折断起重臂而倒塔。b.在有障碍物的场合下操作回转，快接近障碍物才停车，因惯性太大而停不下来，横向冲击砸坏起重臂，失去平衡引发倒塔。c.在塔机安装起重臂各节连接过程中，因销轴敲击过重而冲坏卡板的焊缝，而检查维护管理中又没发现，使用中销轴慢慢内滑而脱出，造成起重臂突然折断而引起倒塔。有的销轴卡板用螺钉固定，使用中螺钉脱松而没有发现，同样引发严重后果。

图4 根部折臂引发后倾倒塔

5)制作质量问题或设计缺点。

a.塔顶或回转塔身焊缝过小，在反复起吊作业下，应力过大，提前产生疲劳破坏，使顶部突然发生断裂，或者单根主弦杆连接焊缝撕裂，而使吊重臂先下坠，接着平衡臂下坠，砸坏塔身而倒塔。b.双吊点拉杆支座精度不够准确，造成受力不均，一松一紧，在起吊过程中单根拉杆受力过大而破断，导致折臂倒塔。c.为减小回转支承规格，未经计算随意动回转上支座。因刚度不够，导致产生附加的交应变力，使回转塔身主弦杆产生疲劳破坏，腹杆产生剪切变形，引发严重的事故危险。d.连接螺栓热处理不过关，过硬过脆，达不到应有的塑性变形余量指标。在交应变力下，提早产生疲劳脆断，引起塔身折断倒塔。e.塔身截面尺寸偏小，连接套的焊缝应力偏大，再加上应力集中，用久了易产生疲劳开裂，引发倒塔。f.臂架截面高度偏小，刚度不够，起吊时挠度过大，容易造成往外溜车，又未设置防断绳溜车保护装置，结果在小车牵引断绳时失控，小车外溜，加大起重力矩而导致倒塔。g.为降低成本，购买劣质钢材，尺寸没保证，强度指标和塑性指标都没有保障。结果造成主弦杆脆断，臂架折断或塔身折断而导致倒塔。h.刚性平衡臂式塔机平衡臂刚度不够，或者桁架式平衡臂主弦杆局部稳定储备不足，没有考虑在安装过程中平衡臂在无拉杆时承受平衡重块的能力，导致在安装中预加平衡重块时，平衡臂根部折弯，平衡重下砸而倒塔。i.在起重臂拉杆设计时，只作宏观应力分析，没考虑拉杆耳板和圆钢焊接处开槽角点的应力集中，耳板边宽留得不够宽，致使该角点容易产生疲劳断裂，导致拉杆断裂而倒塔。

4 结语

一旦发生倒塔事故，企业的社会信誉会受到严重影响，对受害者家庭、亲人造成巨大的痛苦，因此各级管理人员一定要严格按照国家有关塔吊安装、拆除、使用管理规定进行有效控制，结合前述倒塔原因，提前做好各种预防和防范措施，杜绝倒塔群死群伤事故的发生，确保安全施工。