架桥机倾翻事故原因与预防措施

2015-04-16陈梦华陈敢泽

建筑机械化 2015年10期

陈梦华，陈敢泽

（湖北特种设备检验检测研究院宜昌分院，湖北宜昌 443005）

随着高速公路和铁路建设的高速发展，架桥机在工程建设中的使用日益广泛，成为桥梁架设工程的重要施工机械设备，发挥着高效施工中人力不可以替代的作用。但是，在建设施工中架桥机倾覆坠落事故偶有发生。架桥机脱轨、倾覆、坠落事故一旦发生，直接导致事故带来的人员伤亡、设备毁损等生命伤害和重大经济损失。同时架桥机的修复、安装调试需花费较长时间，直接严重影响桥梁架设或路桥建设工程进度。

目前，高速公路和铁路发展进程逐渐加快，架桥机在路桥工程建设中还将会更多地使用，发生事故的概率也在增加，如果发生倾覆事故，造成的伤亡和经济损失将会更大。

限于篇幅，不能将事故案例一一列举，仅仅通过多例架桥机事故的调查及其事故鉴定报告实例，分析与归纳导致架桥机事故的主要原因，提出预防事故的措施，以期引起有关人员的高度重视。

1 架桥机事故原因

1.1 培训和取证形式化、过程化

在架桥机安装架梁施工操作人员的培训和取证过程中，没有认真控制培训质量，无论是厂商所谓的技术培训还是安全技术取证培训考核，很大程度上只是走过场，整个培训过程仅仅花去3～4h甚至更少，就发给了特种设备作业人员证。或者在厂家、在施工工程现场，由架桥机产品售后服务人员对操作使用人员简单讲讲操作程序和调整方法了事。

1.2 相关人员认知与技能欠缺

目前，路桥建设项目采用招标投标模式，桥梁建设的架梁工程多采用分包或发包制，中标单位或施工单位价值几百万的架桥机等大型设备，直接放心地交给专业技术相对薄弱的外包队伍使用。这些务工人员中仅有少部分人具有相应的短暂工作经历，在架桥机上上岗的绝大部分人员没有特种设备的基本理论知识和安全操作能力，他们相关的安全意识欠缺，仅仅通过设备厂商简单而短暂的所谓技术培训后就上岗模仿式操作。尽管他们具有满腔的工作热情和事业心，但受其局限，在专业技术先进、结构庞大的精良装备面前，他们是心有余而力不足，难免在设备的危险工况或事故征兆面前束手无策。

1.3 工作中出现致命的误操作

如步履式单导梁架桥机在过孔时柱的调整工况，只要出现误操作前小车或后小车运行，都必然会直接导致步履式单导梁架桥机的整机倾翻坠落事故。在控制台上，前小车和后小车工况开关相邻布置（距离相当近），尤其是露天施工场地工作环境，使控制台上元件功能标志模糊不清的设备或者功能元件位置不熟悉的操作者，容易出现类似的误操作。

1.4 违章使用和改造架桥机

1.4.1 违章使用设备

1）违章过孔作业架桥机过孔时违反安全操作规程，前小车停留在严格控制的禁区，导致事故发生。

2）违章指挥作业某高速公路A 9合同段发生架桥机倒塌事故中，事故发生时正进行T型梁试吊装。架桥机在0号桥台处的销轴已卸除，1号墩处的销轴正在卸除时，T梁突然开始晃动并向侧向倾斜，但架桥机滑轮与T梁连接的销轴没有卸除，导致T梁拖动架桥机坠落。事故造成架桥机及1片T梁损毁。分析认定，这是一起因违章指挥、违章作业造成的安全事故。

3）忽视桥面坡度指标按照设计标准，桥面横向坡度为2%，过孔轨道的轨距为5m，2股轨道同一横断面轨顶高差为100mm，某架桥机事故现场没有采用措施调平轨顶高差≤10mm这个指标。架桥机在横向倾斜的轨道上质心向左偏移，同时过孔台车车轮右侧轮缘挤压轨道侧面形成侧向作用力，加剧劣化了过孔轨道的不稳定状态。

4）在伸缩缝处运梁车受到冲击振动某架桥机事故现场的路基回填路面与桥面连接处，后运梁车前轮胎在过度钢板前路面与桥面存在80mm高低差没有垫平，运移T梁的运梁车行进时使前轮胎在此处受阻，对架桥机和运梁车构成的系统产生冲击与振动，直接诱发过孔钢轨断裂和桥架倾翻。事故现场，T梁拴挂在后起重小车吊具上之后，前运梁车没有从T梁下方退出来。

5）钢轨质量、轨道安装与精度某架桥机事故现场的过孔轨道全部采用型号为P43锈迹斑驳、麻坑密布的废旧钢轨，事故后的钢轨几乎全长度范围内弯曲变形。在断裂钢轨的断口的腹板处，有采用火焰割矩割出的孔洞，影响了钢轨的强度，当轨道承受外载荷的冲击作用时，造成钢轨断裂。

浮置的枕木和钢轨本身没有可靠的稳定性；过孔轨道接头采用钢板割制的夹板，使用普通粗制螺栓，在连接处存在连接不可靠和松动问题，不能保证台车在轨道上平稳运行；过孔轨道的枕木截面尺寸规格不一致，各枕木上平面高差超差，现场没有利用调整垫片等调整；当车轮轮压作用在没有垫实的钢轨上，尤其是存在缺陷的钢轨段上时，钢轨局部压陷变形过大而导致断裂。过孔钢轨的质量缺陷和轨道安装调整精度存在事故必然隐患。

1.4.2 违章改造设备

某起架桥机事故调查中查出，检验检测部门在安装验收检验时提供的该台架桥机跨度参数为30m，而移装后事故时过孔跨度为40m，使用条件不符合设备设计性能参数，仅仅采用万能构件拼装接长主梁就架设40m预应力梁，属于典型违章改造与使用设备。

1.5 设备安全保护功能不完善

步履式单导梁架桥机为单臂简支型构造，采用步履式移动。但对于过孔时2#柱不受力状态下，1#柱是绝对不能操作向前、后移动的。而操作台上1#、2#柱前、后移动工况选择开关相邻布置，容易误操作，但该机型的安全保护装置中没有设计这种误操作保护功能。

1.6 技术文件缺乏指导作用

随机技术文件存在不足。一些架桥机的随机技术文件中大量渲染功能、先进技术、安全保护、环境、特点等内容，而对指导操作使用、防止和规避灾难风险的相关重要内容却一言以蔽之，或者含糊其辞，没有技术指标，甚至模棱两可，缺乏真正意义上的指导书作用。往往是由于这些不严谨的文字（或者指导性内容只字不提）给工程实际带来了重大灾害。

1）对安全操作要求不明确架桥机的随机技术文件中，对于可能引起严重的误操作事故发生的关键性内容，没有明确的提示文字或注意事项，一些技术生疏的操作者和设备使用人员，很难自觉的对其引起足够的重视。

2）安装技术条件模棱两可，不能满足架桥机的安全使用条件在施工现场或事故现场可以看到，柱横移轨道垫木大部分多于2层，垫层高度一般超过550mm，并且横移轨道没有1个锚固点，轨道仅仅通过垫木浮置于桥墩。多层垫木构成的支承方式，使架桥机承受纵向水平载荷的能力很差，对整机工作纵向稳定性不利。使用说明书中也根本查不到架桥机横移轨道下方垫木的层数和限制高度的要求。

在某事故现场1台步履式单导梁架桥机查到，2#柱的顶升油缸柱塞的伸出长度为830mm。可见，整机在过孔工况的质心高度应能至少降低600mm，架桥机应该在低质心高度状态完成过孔作业，垫层高低影响整机质心高度，质心越高稳定性越差。质心高度对架桥机的工作稳定性和非工作稳定性都有直接影响。

1.7 架桥机失修带故障运行

架桥机的零部件存在故障，部件功能失灵或动作不灵敏，都能导致架桥机倾覆事故的发生。架桥机维护修理不善，如1台事故架桥机由于平时维护修理不当，2号运梁车制动装置不灵敏，致使2号运梁车与架桥机发生相撞事故，架桥机随即脱轨前倾而倾翻，造成了严重的经济损失和人员伤亡。

工程中有些架桥机的主要受力结构件已经出现比较严重的弯折变形，液压系统的元器件反复修理而不能修善，设备存在着安全事故隐患，势必导致了架桥机倾翻事故的必然性。

架桥机铰点的连接销轴都应该安装有开口销，现场少数相关部位没有能见到开口销和销孔中被销插过的痕迹。

某事故现场，0#柱上端由法兰座与第一节机臂（主梁）下盖板焊接连接，从法兰的焊缝撕裂，断裂处，δ20mm的钢管没有开焊缝坡口；0#柱伸缩节Ⅱ∅194mm钢管在销轴孔段存在着陈旧性弯折变形，钢管上销孔存在压溃现象。说明该结构件属于带缺陷使用。陈旧性弯折变形，很大程度上降低了钢管在配合处的机械性能，也成了结构件的薄弱点。0#柱钢管和机臂第四节的破坏，也正好说明架桥机带缺陷的结构件材料机械性能较快降低，相应工况中外载荷产生的应力使结构件产生破坏。

1.8 架桥机构造特征的影响

架桥机在构造上外形庞大，结构复杂。悬臂式架桥机需吊着梁片通过桥头路基对位，行走时质心高，轮压大，极易发生倾覆。现在主要使用的单梁式或双梁式架桥机，虽比悬臂式先进许多，但其结构仍不太合理，如机体长、自重大、轮压大、质心高，而且安全保护装置设计不是十分完善，一旦发现架桥机倾斜，难以采用应急补救办法，多数情况下只能发生。

1.9 路基和线路等环境条件

路基和线路质量差是导致架桥机倾覆的主要原因之一。在新线和既有线上都存在路基隐患，如墓穴、弧石坑、局部回填、抛填大石块或冻土块、积水浸泡、暗流等情况。其中每一种情况都曾发生过架桥机倾覆事故。特别是桥台与桥头填土之间常有夯填不实情况，往往是事故多发地段。线路质量差，如曲线地段外轨超高过大导致架桥机机身倾斜而引起倾覆事故，线路坡度不平顺导致架桥机溜滑也易引起其前倾。

1.10 认识与管理方面的漏洞

有些施工单位对项目中标后层层转包，重要的、危险的作业项目没有管理人员和监理人员在作业现场，这些管理工作的漏洞形成安全生产的失控。

施工单位以及机组人员对架桥机过孔和调整作业认识不足，缺乏管理制度和安全工作力度。架桥机过孔作业为危险工况，如在过孔作业中，施工现场没有相应安装资质的专业技术人员指导过孔作业。相应的责任人员和工程监理人员没有在施工现场履行职责，对工程管理存在失控现象，使这些特别需要技术支持的施工现场形成了空穴。

对步履式单导梁架桥机，从结构和受力方面，最危险工况除了出现在过孔时最大悬臂长度状态以外，1#、2#柱等调整过程也不容忽视。尤其在高墩大跨度坡道条件下过孔调整时，应防止外力导致架桥机失稳事故。

由于铺轨数量是衡量铁路建设进度的主要统计指标，施工组织设计时留给铺架单位的铺架工期本来很紧张，而在施工中路基施工单位、桥隧施工单位由于种种原因往往工期滞后，而总工期不变甚至有时还提前，留给铺架单位的铺架时间更短。铺架单位赶进度昼夜加班，使员工疲惫；为赶工期而图快图省事不按规则施工，使铺轨后的线路质量差，而给架桥机通过时留下事故隐患；架桥机架桥时施工人员为赶工期往往省略有关安全措施，这样发生事故的概率增加。

1.11 装备售后服务工作短缺

有些装备厂商把销售成交看成了服务终点，缺乏对装备售后技术服务的理念，对同一产品反复在施工现场出现事故的某些相关厂商，不能不对此引起沉重思考。