从一起塔机事故看基础标准节安全管理重要性

2014-01-31徐金海张世阔

建筑机械化 2014年6期

关键词：力矩受力螺栓

徐金海，张世阔，周同

（杭州市特种设备检测研究院，浙江杭州 310003）

基础标准节是塔机塔身中受力最大地方，近年来由于基础标准节问题造成的倒塔事故屡有发生，已成为目前倒塔事故的主要原因。2014年年初杭州又发生一例，加强对塔机基础标准节的安全使用管理已显得十分重要。

1 事故概况

2014年1月12日，在杭州某工地发生一起塔机整机倒塌事故，起重臂摔落在地面，造成塔机司机轻伤（图1）。

图1 整机倒塌

该塔机型号为QTZ63（5510），额定起重力矩630kNm，2008年出厂，于2013年6月安装，钢格构柱基础，事故发生前已经顶升至最大独立高度。事发当时，塔机在回转半径35m处满载起吊一钢丝绳网兜废木模板，基础标准节西北主肢联接螺栓套焊缝周边首先撕裂（图2），基础标准节的西北角翘起，塔机向东倾斜，倾斜产生的倾覆力矩逐渐增大，造成基础标准节与第一标准节之间折断。在倾覆力矩和冲击载荷的作用下，第二标准节与第三标准节之间也相继折断，上部塔身、回转部分、塔帽向北倒塌。起重臂东西向摔落在工地地面。由于塔机倒塌后驾驶室朝上，未发生较大变形，使塔机司机得以生还。

图2 联接螺栓撕裂

2 事故分析

事故直接原因是基础标准节西北主肢联接螺栓套焊缝周围存在陈旧性裂纹，造成强度不足，不能承受起吊载荷产生撕裂，引发塔机倾斜，倾覆力矩增大引起塔机整机倒塌。

基础标准节是塔机塔身中受力最大地方，它下端直接与基础相连，为应变限制处，应力集中。近年来由于基础标准节、预埋节问题造成的倒塔事故屡有发生，已成为目前倒塔事故的主要原因。

在本例事故中，事故发生前，基础标准节螺栓套焊缝周围存在陈旧性裂纹，但未被及时发现。实际上基础标准节存在极大安全隐患。究其原因，主要有两方面：一是目前塔机使用超载现象普遍；二是标准节螺栓预紧力控制普遍不达标。塔机使用超载现象普遍是因为施工现场目前多采用类似55m或更长起重臂的63tm等规格的中小型塔机，起重能力不足，在装卸成捆螺纹钢、成捆钢管等作业中往往需要超载。标准节螺栓预紧力控制普遍不达标是因为目前安装、维保人员普遍缺少专用动力型扭矩扳手，现实中对于例如M30高强螺栓要依靠人力准确产生例如2500Nm左右的预紧力矩相当困难，螺栓预紧力控制不达标加大了螺栓的应力幅。超载和螺栓预紧力控制不达标加剧了基础标准节，尤其是螺栓套焊缝周围母材处产生疲劳裂纹的几率。如不采取有效措施，加强基础标准节使用安全管理，安全隐患很大。

3 建议和对策

3.1 对加强对塔机基础节的针对性检查

根据《建筑施工塔机安装、使用、拆卸安全技术规程》（JGJ196-2010）2.0.15条规定，塔机在安装前和使用过程中，应按相关规定进行检查，发现结构件上有可见裂纹和严重锈蚀、主要受力构件存在塑性变形的，不得安装和使用。在塔机安装前，使用单位或安装单位应加强对塔机基础节的检查，尤其是对焊缝边缘处的检查，切不可大意或省略此环节。同时要坚决杜绝用一般标准节替代基础标准节。

对塔机使用时间超过5年（含5年）的，安装前使用单位应要求塔机产权单位提供主要受力构件尤其是基础标准节的无损探伤检测报告，无损探伤检测应委托具有专业资质的单位进行。此举有些地方已在执行，如落实到位，效果明显。

3.2 加强使用管理杜绝超载

使用单位首先应合理配置合适规格参数的塔机，合理布置钢筋堆场，保证塔机有足够的起重能力，从布局上、源头上控制塔机超载现象的产生。其次保证塔机起重力矩限制器、起重量限制器、塔机安全监控装置等安全保护装备的完好状态。最后要加强对塔机司机、司索、指挥人员、使用人员的安全教育，对超载坚决说不。

3.3 控制塔机标准节螺栓预紧力矩

安装单位、维保单位应加强安装、维保过程的管理。从硬件上配备动力型力矩扳手等适用的力矩扳手，同时要让安装人员、维保人员知道塔机高强度连接螺栓需要的预紧力矩值。这样才能使塔机标准节螺栓预紧力矩达到设计的要求，让标准节螺栓在设计的受力范围内工作，减小应力幅。此举能避免由于螺栓松动而产生冲击载荷，防止基础标准节疲劳裂纹的加速产生。

3.4 定期报废

根据GB5144-2006《塔机安全规程》4.7.4条，塔机主要承载结构件的正常工作年限按使用说明书要求或按使用说明书中规定的结构工作级别、应力循环等级、结构应力状态计算。若使用说明书未对正常工作年限、结构工作级别等作出规定，且不能得到塔机制造商确定的，则塔机主要承载结构件的正常使用不应超过1.25×105次工作循环。按目前工地繁忙的使用状况，塔机利用等级高，建议基础标准节6年报废。