塔机设计、制造及安装中存在的一些安全问题分析

杨晓玲

塔机设计、制造及安装中存在的一些安全问题分析

杨晓玲

（甘肃建投隧道工程有限公司，甘肃兰州 730050）

随着建筑业的蓬勃发展，塔机的使用越来越频繁，然而塔机安全管理是一项任重而道远的工作，多年来积累沉淀的大量安全问题，短期内不可能全部解决，很多施工现场使用的塔机依然存在着重大安全隐患，因此我们必须增强忧患意识，提高塔机安全管理，加强安全事故的预防与控制，这里我们就针对塔机设计、制造、安装和使用中容易发生的一些事故隐患进行分析，并提出预防措施，希望能够对该类事故的预防起到一定的作用。

塔机；设计；制造；安装；检验；使用；安全隐患；预防措施

1　塔式起重机设计中的安全问题分析

1.1起重机吊钩的设计

目前施工现场使用的起重机吊钩五花八门，所以吊钩的问题直接关系着塔机的使用安全，这里我们主要分析吊钩组的重量问题，吊钩组的重量所影响的是水平臂塔机升降钢丝绳的下垂情况和空载是吊钩的下降性能，而吊钩组过重会降低起重量而影响整个起重机的起重性能，过轻则会增加起重量而提高塔机的起重性能，但如果过轻在空载时就会影响其下降中的抗干扰能力，挠度过大就会产生摆动而与其他结构刮碰缠绕，就会造成安全隐患。而此种情况也会出现在空载上升的过程中，一旦上升中出现回旋并与脚手架和混凝土结构相挂就会造成事故［1］。

在设计中应将吊钩组的重量作为一个安全问题看待，设计时进行合理的优化，防止其出现类似事故。设计中应综合考虑各种因素，调整吊钩组的重量使其到达一个最佳的平衡点，在保证起重重量的同时，降低其挠度过大而产生的安全隐患。

1.2易于忽视的载重小车防侧翻装置

水平臂架小车变幅的塔机，其载重小车安装有起重用滑轮组、行走用滑轮组、行车用车轮、维修用平台、牵绳张紧装置等。部分单位用维修平台载重，导致小车的另一侧翘起，进而滚轮从起重机下弦短上表面滑落，载重小车整体向一侧倾翻。因此，在中小车的结构设计时，应当重视这一安全隐患，最好在横梁与竖粱之间增加五边形立筋板，这样既起到了结构加强与减少变形的作用，又能防止载重小车整体向一侧倾翻［2］。

1.3塔式起重机的防风设计

起重机的抗风设计包括工作状态和非工作状态。首先不能遗漏，其次风压取值要准确。工作状态最大风压，用于计算金属结构的强度、刚度及稳定性，验算整机工作状态下的抗倾覆稳定性；非工作状态计算风压，用于验算此事其中金属结构的强度、整机抗倾覆稳定性和起重机的防风抗滑安全装置的设计计算。

2　塔机制造中存在的安全问题

2.1结构件材质质量问题

材质宏观质量和化学成份微观质量。特别是塔机金属结构的关键件用材，如：平衡臂架、起重臂架、塔身标准件、塔顶、拉杆、上支座、下支座、载重小车架和基础底架等。某工地使用的5013塔机，发生起重臂折臂事故，事后在塔身主弦杆断裂处取样检验的材料质量分析中，显示了角钢的厚度测量有多处未达到材料厚度标准的规定，且金相检验表明，其材料存在大量硅酸盐、氧化物夹杂，当这些缺陷遇热影响区、高应变速率及高应力集中等特定因素时，这些因素对内在缺陷的扩展直至材料破坏起到了重要的作用。

2.2焊接质量问题

在焊接结构的生产中，由于结构设计不合理，构件、焊条（焊丝）材料与接头不符合要求，焊接工艺不合理或焊工操作技术等原因，常使焊接接头产生各种缺陷，常见的焊接缺陷有焊缝外形尺寸不符合要求以及咬边、焊瘤、夹渣、气孔、未焊透和裂纹等，其中以未焊透和裂纹的危害性最大。一旦在使用过程中有违章操作，特别是超载现象发生时，这种焊接质量就会出现大问题。

2003年，某厂生产的QTZ60型塔式起重机在工地施工时，由于标准节间的高强螺栓连接耳板未焊透 （经查脱焊处的焊缝金属有密集型气孔8个，直径分别为0.80～3.10mm不等；2只连接耳板座其中一只一侧焊接部位未发现熔合区，另一侧略见少量熔合区，且焊缝根部发现未焊透，长度3.5mm；另一只耳座一侧焊接部位有熔合区，另一侧则无熔合区），导致了塔机的倒塌，造成重大的人员伤亡事故。产生未焊透的主要原因是工件表面有铁锈和油污、坡口角度或间隙太小，焊接速度太快和电流过小，最根本原因则是制造商及工人（焊工）管理水平、技术素质的低劣及质量意识的淡薄。

2.3塔机配套件质量问题

起升机构是塔机的主要执行机构，他的性能优劣直接决定了塔机的工作性能，其可靠性与整机可靠性与整机可靠性有着密不可分的直接关系。好多厂家的配套件都是通过图纸自己进行组装，由于一些设计上的原因，对电机、减速机、联轴器以及刹车等的选型都有一定的不当，造成电机功能偏小，参数老化，起升速度偏低，再加上组装工艺落后，组装后电机主轴与减速机构入轴、减速机构出轴与卷筒中心线、刹车与制动轮的同轴度偏差较大，导致减速机齿轮啮合不好或阻力过大而产生噪声，有时还会损毁电机与减速机联轴器，以及刹车失灵等［3］。

许多塔机制造厂家和使用方都有过回转最爱出毛病的体会，就是回转机构的故障率太高，主要的问题是选型不当以及装配精度不高的问题。

3　塔机拆装中存在的安全问题

塔式起重机转移频繁、安装次数多，安装质量的好坏直接影响塔式起重机本身寿命及使用安全。涉及到塔机金属结构件的安装、连接，整体的形位偏差及各个工作机构的安装与固定。

3.1塔机金属结构件的安装问题

塔式起重机钢结构是起重机的骨架，由塔身、塔帽、起重臂、平衡臂和底架等主要部分组成。其安装质量的好坏直接关系到塔式起重机的使用安全。主要有以下问题：塔式起重机塔身标准件间高强度螺栓松动或是未有双螺母防松等；起重臂标准件间、前后拉杆间及拉杆与臂架间等的联接销轴防松开口销未打开或者打开的角度不到位，甚至开口销都未插上锁上；平衡配重块的数量或位置与装配的起重臂架长度不一致；钢丝绳被压扁、笼形变形、绳股脱出或是被点焊断丝断股等（安装时损坏）；起重臂端起升钢丝绳绳端固定不规范：绳卡卡向相反、两股绳未并拢（绳卡的数量要求形同虚设）、绳卡数量缺少；垂直度超差。

3.2安全装置安装质量问题

安全装置安装质量问题包括：力矩限制器失效、起升高度限位器失效、钢丝绳脱槽扯档和防跳装置的失效、小车变幅绳断保护装置的失效、其它安全装置的失效。下面主要就力矩限制器失效、起升高度限位器失效和小车变幅绳断保护装置的失效进行分析。

1）力矩限制器失效。在用建筑用塔机以全力机械式起重力矩制动器较多，其失效原因主要有弓形板弹性失效或不灵敏和电气触动开关没有相应的防护措施或措施不得力，引起的短路失效，如：无防水、五防潮装置等，这种现象较多。

2）起升高度限位器失效。主要有电气原因（受水受潮）和安全距离的设置超差。对小车变幅的塔机，吊钩装置顶部至小车架下端的最小距离的设定是有规定的。安装时不应小于相关最小的安全距离，以防吊钩冲顶事故。

3）小车变幅绳断保护装置的失效。主要表现在安装人员将小车架上的挡块或与其支座捆在一起，从而失去变幅变幅钢丝绳断裂时，止住小车滑移的作用。另外，由于某些塔机变幅机构未配备制动器，以变幅钢丝绳的张紧力对吊物进行定位，故在用的变幅钢丝绳需要经常调节钢丝绳的张力，加大钢丝绳拉应力，减少了钢丝绳的寿命，同时因为这种设置变幅钢丝绳容易跳跃，使得扣在钢丝绳的挡块随之起伏，与上部起重臂上的水平弦杆相碰，为让小车能正常运行，故挡块经常被捆绑，绳断保护装置因此也失去了作用。

3.3塔式基础验收存在的问题

安装前应根据专项施工方案，

对塔式起重机基础的下列项目进行检查，确认合格后方可实施：1）基础的位置、标高、尺寸；2）基础的隐蔽工程验收记录和混凝土强度报告等相关资料；3）安装辅助设备的基础、地基承载力、预埋件等；4）基础的排水措施［4］。可是在实际安装过程中，好多施工单位为了赶工期，基础施工完工后就安排塔机安装，随后才对塔吊基础进行检测，办理相关手续，继而造成重大安全隐患［4］。

［1］ 李春明，皮彦忠.塔式起重机设计中容易忽视的几个问题哈尔滨众志建筑工程公司.

［2］ 贾忠辉，段忠东.塔式起重机结构设计和使用中的抗风问题［J］.哈尔滨工业大学.

［3］ 陈建军.合理选购配套件，提高塔机竞争力［J］.建筑机械技术与管理.

［4］ 建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196-2010［J］.中国工业出版社.

P624.8