一起因底架不合格引发的塔式起重机倒塌事故的分析

喻 颖

（湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院　湘潭　411100）

一起因底架不合格引发的塔式起重机倒塌事故的分析

喻 颖

（湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院湘潭411100）

本文通过对一起塔式起重机倒塌的设备事故现场的技术勘查和对塔式起重机安装、检验、使用情况的调查，分析了塔式起重机部件的受力情况及失效形式，发现该塔式起重机代用底架的委托制造环节不符合相关法规、技术标准的要求，制造、安装、检验、使用等单位对底架不重视，找出了该起塔式起重机倒塌事故的直接原因和间接原因，并提出了防止同类事故发生的建议。

塔式起重机倒塌底架原因分析

2016年1月5日10时44分，某县标准化厂房工程2#塔式起重机（以下简称塔吊）发生倒塌事故，事故造成塔吊底架等部分结构件损毁，在建建筑物部分损坏，建筑物前停放的一台小汽车受损，所幸事故未造成人员伤亡。

1　事故设备情况

设备名称：普通塔式起重机

型号：QTZ80（TC5610-6）

出厂日期：2014-3-27

制造单位：中联重科股份有限公司

产权单位：G设备公司

安装单位：G设备公司

安装地点：创新创业厂房工程（使用编号：2#）使用单位：T建筑公司

安装监督检验单位：S检测公司

2　事故现场勘查及调查情况

2.1现场勘查

通过现场勘查，该工地2#塔吊失稳后，向正后方2号楼倾倒，倒于22轴交D轴段位置上，并在重力作用下滑移至22轴交A轴位置。倾倒过程中，塔身、平衡臂与2号栋建筑物相碰，导致第7和第8节标准节连接螺栓拉断，联接断开。塔身标准节第8节因一根杆件扭曲变形严重而损毁，平衡臂4m处2根杆件断裂。配重掉落在2号栋屋面板22轴交B轴段位置。2号栋建筑物部分损坏。

2号栋至4号栋立面前段高压线路受损约300m，2根电杆倒塌。停放在3号栋前坪的一辆福特小轿车被砸中损坏。

图1　全部开裂、脱开的（受拉）主弦杆焊接接头

图2　底架（受压）主弦杆焊缝裂口

图3　严重变形、损毁的塔吊底架

吊物倾覆时，塔吊X型底架上受拉应力的1个主弦杆与底座十字梁的焊缝全部开裂、脱开（见图1），另2个受压应力的主弦杆焊接接头部分脱焊，此2处底座十字梁受压屈曲变形严重，底座十字架交叉处，部分焊缝脱焊，多处母材撕裂（见图2、图3），底架损毁。

2.2安装、检验情况调查

该塔吊是T建筑公司向G设备公司租赁的，并由G设备公司负责安装。

调查表明，2015年10月16日，在塔吊租赁、安装合同签订时，施工工地已由承租方T建筑公司按照其原使用过的另一种塔吊的安装尺寸浇灌好了塔吊基座，G设备公司在安装过程中，发现基座与所租赁的中联塔吊X型底架安装尺寸不符。经与使用方T建筑公司协商，由T建筑公司提供原塔吊基座图纸，和实际测量的基座螺栓距离等尺寸，G设备公司联系到D公司，委托其加工一个底架，用于安装该塔吊。

2015年10月29日，D公司对其制造加工的底架（合格证书上名称为“转换底节”）出具了合格证明书，并附有《焊缝质量检验表》，对焊缝质量的14个项目进行了出厂检验。检验结果均为“合格”。

2015年11月17日，塔吊由S检测公司进行了安装监督检验，检验过程中，以标准节作为载荷，以增幅法进行了载荷试验，验证了起重量限制器等安全保护装置保护功能的有效性，检验合格。

2.3使用情况调查

在安装验收及其后的第一次维保过程中，均未发现该底座焊缝处存在裂纹现象。

通过对塔吊司机的调查询问得知，塔吊使用过程中，各安全保护装置齐全有效，塔吊也未超出规定的自由高度。在事故发生时，吊物重量约为1600kg，所处幅度约为36m。经计算，并与该塔吊载荷曲线图比较，吊物重量未超载，实际力矩也未超过允许值。

3　技术分析

3.1委托环节的问题

在G设备公司委托D公司加工塔吊底架的过程中，委托方G设备公司提供的技术资料仅为“根据T建筑公司提供的原塔机基座图纸和实际丈量的基座螺栓间距”，并未提供制造单位中联重科塔吊底架图纸，也未给出具体的产品技术要求。

3.2制造环节的问题

TSG Q7004—2006 《塔式起重机型式试验细则》中A2.4（1）规定，塔吊的底架，属于塔吊的主要受力结构件。底架应该能直接承受塔吊任何工况下的倾翻力矩，因此，为保证塔吊的安全使用性能，底架宜选用原厂生产的同型号同规格产品。如果要委托其他单位制造，则按照《起重机械安全监察规定》第十条的规定，该接受委托的单位应该具备与原设备制造所需的同类型和级别的资质，并应有相应的加工、检测、质量保证等能力。

虽然D公司也有塔吊制造资质，但从D公司所提供的该塔吊底架的《合格证明书》来看，制造单位既未按照现用中联塔吊实际情况进行受力计算，提供设计计算书，也未按照GB/T 5031—2008《塔式起重机》5.3.2.1.5的要求对底架焊缝的内部质量进行无损检测，未提供无损检测的报告，而仅对产品的焊缝外观质量和几何尺寸进行了检验。另外，合格证书上仅注明“产品经检验合格出厂”，并未注明产品制造、检验的标准。

该委托加工的代用底架，不同于原厂设计，对产品安全性能有较大影响，却未按照《起重机械型式试验规程（试行）》第四条、《特种设备安全法》第二十条的要求“通过型式试验进行安全性验证。”

因此，这种无图纸、无技术要求，未经安全性验证，仅凭安装尺寸委托生产出来的塔吊底架，其强度、制造质量是不能满足实际使用需求的。从事故现场的技术勘查情况也印证了这一点，塔吊底架焊缝受力撕裂导致了塔吊的失稳倾覆。

3.3相关分析

虽然《质检总局办公厅关于调整起重机械制造环节监督检验的通知》（质检办特［2014］294号）规定“自2014年1月1日起，废止《起重机械制造监督检验规则》（TSG Q7001—2006），不再实施起重机械制造监督检验”，但同时也明确要求“依据《特种设备安全法》第十三条的规定，起重机械制造单位及其主要负责人对其制造的起重机械安全负责。制造单位要加强制造过程质量控制，保证起重机械符合相关安全技术规范和标准的要求，对其制造的起重机械质量和安全性能负责。”

因此，该代用底架制造单位D公司在没有制造过程监督的情况下，更应该提升自身技术水平和管理能力，严格遵照国家法规标准的要求，进行设计、制造、型式试验验证，生产符合安全性能要求的产品（含底架等部件）。

底架作为塔式起重机中承受全部载荷的最底部结构件，直接影响到塔吊的整机抗倾翻稳定性，在安装最大自由高度（此时未安装附着架）、满力矩下的工况吊运，是对底架等主要受力构件承载强度的考验。而现行的TSG Q7016—2008《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》中，并未对此作出明确规定，实际上，在实施安装监检时，塔吊的安装高度往往低于其最大自由安装高度，此时，即使按要求进行了相应的载荷试验，也未必能检验出底架应有的承载强度。因此，底架的设计、制造、型式试验、使用等环节对底架的使用安全性能就显得尤为重要。

此前，笔者在检验过程中也碰到过两起类似的底架破坏的情况，但因发现及时（当时只有一根主弦杆脱焊断开，塔吊尚未倾翻），在马上进行拆卸、底架返厂修理并加固、重新安装等处理之后，有效地防止了塔吊倒塌事故的发生。

4　事故原因

4.1直接原因

塔吊使用非原制造单位提供的底架，而代用底架的制造过程中，制造单位D公司未经设计计算，焊缝未经无损检测等质量控制环节，代用底架不合格，其强度、焊接质量达不到使用要求，不满足使用工况，导致在使用过程中，底架重要焊缝撕裂，引发了该起塔吊倾翻的事故。

4.2间接原因

1）塔吊使用单位T建筑公司在尚未签订塔吊租赁合格，未知塔吊型号的情况下，已经浇灌了塔吊基座，致使所租赁的中联塔吊底架与已浇灌的基座安装尺寸不符，安装单位被迫弃用原装底架，而换用底架安装，未严格执行《安装、使用、维护说明书》等技术文件的要求，导致塔吊倒塌事故的发生。

2）塔吊的产权单位及安装单位G设备公司委托D公司为其生产塔吊底架（替代产品），但并未向D公司提供合适的产品图纸，也未给出具体的产品技术要求，D公司在未掌握底架部件原图纸及其技术要求的情况下加工制造，导致底架不满足实际使用的技术要求。

3）塔吊制造、安装、检验、使用等单位对底架不重视，未将其视为与标准节、主吊臂等同等重要的主要受力结构件，在底架制造、安装、使用等环节中，未严格执行相关法律法规、技术标准的要求，导致不合格底架流入使用环节，引发了塔吊的倒塌事故。

在本案例中，安装单位发现基座与塔吊底架不符，应该终止安装，重新浇灌塔吊基座，或者，租赁与现基座相适应的原型号塔吊后再安装使用，这是保障安全的合理措施。

5　结束语

有些制造、安装、使用单位对塔式起重机的底架并不重视，其实，底架和标准节、吊臂等一样，是塔式起重机的主要受力构件，其强度、刚度对塔式起重机的抗倾覆性能有着直接的影响。塔式起重机由于使用和结构的特殊性，危险因素很多，在制造、安装、使用过程中，尤其要保证其抗倾覆性能。因此：

1）主要受力结构件最好来自原厂同型号同规格的产品，这样既能保证互换性，也能保证产品的安全技术性能和产品的质量稳定性。特殊情况下，主要受力结构件代用品的制造，须选择有相应资质的单位来进行，并应提供原厂图纸和技术参数等资料，按图加工。如不能提供，制造厂须有相应的设计能力，能根据实际情况进行受力计算，并进行相应的结构设计。另外，制作过程应严格按照法律法规、标准的要求进行各项检验检测和质量控制。

2）塔吊的安装（尤其是在安装程序、技术要求上）应严格按照产品《安装、使用、维护说明书》等产品技术文件的要求来进行，严禁不同底架混用、代用。

3）鉴于安装高度对塔式起重机的抗倾翻稳定性有较大影响，故建议塔吊监督检验的载荷试验时，检验员应尽量选择塔吊在接近安装最大自由高度的工况下进行，以使载荷试验最大限度地反映塔吊的整机倾翻稳定性，提高检出率。另外，建议在国家质检总局对TSG Q7016—2008 《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》进行修订时，也能尽量明确塔式起重机监督检验载荷试验的条件，如安装高度等。

这起事故的发生，以及引发该事故的各种原因，应该引起塔式起重机制造、安装、维保、使用、检测单位的高度重视。

［1］王福绵.起重机械技术检验［M］.北京：学苑出版社，2000.

［2］GB/T 5031—2008 塔式起重机［S］.

［3］王福绵.起重机械故障预防与故障分析［M］.北京：北京理工大学出版社，2008.

［4］中联重科股份有限公司.安装使用维护说明书（TC5610-6型）［Z］.

［5］特种设备安全法（中华人民共和国第4号主席令）［S］.

［6］起重机械安全监察规定（国家质检总局第92号令）［S］.

［7］起重机械型式试验规程（试行）（国质检锅［2003］305号文）［S］.

［8］TSG Q7004—2006 塔式起重机型式试验细则［S］.

［9］TSG Q7016—2008 起重机械安装改造重大维修监督检验规则［S］.

Analysis of a Tower Crane Collapse Accident Caused by Unqualified Chassis

Yu Ying
（Xiangtan branch of Hunan special equipment inspection & testing instituteXiangtan411100）

Based on the spot accident investigation and the survey of installation， inspection and usage of a collapsed tower crane， this paper analyzed the force conditions and failure form of tower crane components， found that the commissioned manufacturing of alternative chassis used in this tower crane did not conform to the requirements of relevant laws and regulations， technical standards. Meanwhile， the manufacturing， installation， test， use and other units did not pay enough attention on it. The direct and indirect reasons of the collapse accident was found out， and the recommendations to prevent similar incident were put forward.

Tower craneCollapseChassisReasonAnalysis

X941

B

1673-257X（2016）08-0072-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.08.018

喻颖（1975～），男，本科，主任，高级工程师，从事分院的质量技术管理、机电类特种设备的检验检测和事故调查等工作。

2016-01-25）