一起固定式起重机倾覆事故原因的技术分析

2019-01-21□

江苏安全生产 2018年9期

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起重机倾覆事故常见于流动式起重机，本文所讲述的则是很少会发生倾覆事故的固定式起重机。现将事故技术鉴定组对该事故的部分技术鉴定报告内容与大家一起分享，以期对此类起重机的事故预防和监管起到抛砖引玉的作用。

一、事故概况

2015年某月某日，某砂场固定式起重机司机在抓斗抓满船上黄砂起升并向右侧回转的过程中，起重机A、B两支腿附近的预埋件铁板与预埋螺纹钢联接处脱离，并沿C、D两支腿构成的倾覆线发生了倾翻事故，造成了司机一人死亡。事故现场图及示意图（见图1、图2）。

根据笔录，该事故起重机为某起重机械制造厂于2011年5月制造安装并投入使用，2015年7月，该设备作为二手设备，在加装H型底座，吊臂由12m更换成13m，更换抓斗后移至事故发生地，使用单位重新安装并经调试后投入使用。

图1 事故现场图

图2 事故时起重机工作位置示意图

GB/T6974.1-2008《起重机术语第1部分：通用术语》中固定式起重机的定义为：固定在基础或其他静止不动的基座上的起重机。根据事故调查组提供的资料及对事故现场勘查发现，该起重机的固定联接，原设计由8根直径25mm预埋圆钢与H型钢结构底座侧面焊接联接，实际由4个板凳型预埋件与起重机底座焊接联接，符合固定式起重机定义。技术鉴定组还测量核查了该起重机的主要尺寸及主要机构配置，与事故调查组提供的资料相符，该事故起重机为GQ5型带固定抓斗的固定式起重机。

根据“额定起重量”的定义：在正常工作条件下，对于给定起重机类型和载荷位置，起重机设计能起升的最大净起重量。其中“净起重量”是指吊挂在起重机固定吊具上起升的重物质量。根据事故调查组提供的资料，该GQ5型固定式起重机在臂长为9m（基本臂长度）、起重臂倾角为75°（最小幅度）时最大起升载荷为5t；该事故起重机臂长为13m、起重臂倾角为75°（最小幅度）时最大起升载荷为2.9t（含固定吊具1.1t）；故根据定义，结合事故现场勘查测量和相关图纸资料，该事故起重机最大额定起重量为1.8t。

二、事故原因分析过程

（一）事故发生时实际起重量的推定

现场打捞上的抓斗为满抓斗黄砂，该抓斗容积为1.1m3，自重1.1t，据有关资料，干粗砂的比重为1.4～1.95t/m3，取黄砂最小比重计算事故发生时抓取的黄砂重量不少于1.54t，即起升载荷不少于2.64t。根据事故现场状况勘查，起重机回转中心至抓斗位置（即船体中间）之间水平距离现场实测值为9.1m，即幅度为9.1m，计算（过程略）可知，事故当时起重机的起重臂倾角为50°，允许的起升载荷为1.67t；而事故当时起重机的起升载荷至少为2.64t，超过了该幅度允许起升载荷的58%，超过了该幅度额定起重量的170%。

（二）事故起重机受力分析

通过起重机（带配重）在额定起升载荷性能规定的各个幅度时稳定性分析，起重机在正常带配重情况下，该起重机在吊臂沿底架纵轴线方向，起升载荷位于C、D线外侧时，各额定载荷下抗倾覆力矩总是大于倾覆力矩，也就表明预埋件是不需要提供抗倾覆力矩，即A、B支腿处预埋件不受拉力作用，仅起位置固定作用。因此该起重机只要不超载，就不会发生倾覆事故。

同时，起重机在配重为0的情况下，该起重机在吊臂沿底架纵轴线方向，起升载荷位于C、D线外侧时，当臂架倾角（变幅角度α）小于40°时，在额定载荷下抗倾覆力矩将小于倾覆力矩，A、B支腿处预埋件在起位置固定作用的同时，还将受拉力作用，补充提供抗倾覆力矩。

（三）事故起重机支腿处预埋件分析

（资料图片）

图3 预埋件铁板、螺纹钢及其角焊缝

根据事故调查组提供的资料及对事故现场勘查发现，该起重机的固定联接，原设计由8根直径25mm预埋圆钢与H型钢结构底座侧面焊接联接，实际由4个板凳型预埋件（预埋罗纹钢直径约12mm）与起重机底座焊接联接（见图3），与原设计不符。

根据事故现场状况勘查，起重机回转中心至抓斗位置（即船体中间）之间水平距离现场实测值为9.1m，即幅度为9.1m，可知事故当时起重机的起重臂倾角为50°，允许的起升载荷为1.67t，而事故当时起重机的起升载荷至少为2.64t。查有关资料，一个直径12mmQ235材质的螺纹钢，其能够承受的屈服拉力为2.6564t，如果按照起重机生产厂规定预埋件与底架的侧面搭接焊接联接固定，仅有一个直径12mmQ235材质的螺纹钢，就可以提供足够的抗倾覆力矩，更不用说一侧由4根直径25mm预埋圆钢与H型钢结构底座侧面搭接焊接联接了。

从图3还可以看出，A、B处预埋底板与预埋螺纹钢焊接处由于经常超载，在冲击拉力作用下逐渐脱焊，不能承受超过倾覆力矩所产生的拉力，最终造成了起重机倾覆。