塔式起重机倒塌原因分析与预防措施研究

刘建豪

摘 要：近些年，随着建筑行业的发展，对建筑行业的要求提高。塔式起重机已成为高层建筑施工垂直运输的主要设备，但起重机械事故频频发生，事故率呈快速上升趋势，降低事故发生率已经成为目前起重机设备研究的重点。本文收集了近几年比较典型的塔式起重机事故案例，分析导致这些事故的主要问题，研究避免塔式起重机倒塌的安全防护措施。

关键词：塔式起重机;倒塌;原因;预防

引言

近年来，我国国民经济稳步增长，为建筑业和建筑施工机械提供了良好的发展空间。塔式起重机（简称塔吊）作为建筑施工中常见的起重运输设备，其市场规模也不断扩大。随着塔吊的广泛运用，塔吊安全事故频发，给社会带来了巨大的人员伤亡和财产损失。塔吊构造特殊，安拆程序复杂，事故致因多样，安全管理人员难以全面掌握塔吊知识，现场安全管理水平有限。现阶段研究对塔吊事故特征的研究主观性强，未充分利用事故案例，提出的建议针对性不强。因此，深入研究塔吊事故特征，为安全管理人员提供有效的决策依据，对降低塔吊事故率具有重要意义。

1塔式起重机防台风能力

在我国工程项目建设的过程中，塔式起重机的使用范围非常广泛，而在众多自然因素当中，台风往往会给塔式起重机带来严重的经济损失和人身财产安全威胁。在台风直接吹向塔式起重机臂架的时候，臂架上的风荷载和调重上的风荷载会出现扭矩，该扭矩会被分散到机身四边的桁架之上，使得桁架腹杆上有较大的应力产生，该应力会与风载荷大小、风荷载中心作用点与机身水平距离之间呈现正比。换句话说，风荷载和臂架位置幅度越大，腹杆所产生的应力也就会越大。在自身重力、回转惯性力和臂架调重力的作用下，腹杆会产生另外的应力，该应力也会与臂架幅度呈现出正比的状态。大量调查发现，风荷载可以高效控制腹杆应力值，在臂架处于大幅度位置的时候，要高度重视垂直风给机身腹杆带来的失衡影响，机身腹杆失衡比较严重以后，塔式起重机就会出现倒塌的情况。在臂架处于较小幅度位置时，风会顺着塔式起重机吹，使得弯矩出现在臂架的铰链位置处，当风荷载值达到一定程度，后倾弯矩就会比臂架自身的前倾弯矩大，此时整个臂架出现后翻的情况。所以，塔式起重机的附墙杆刚性、塔机高度、自重以及臂架幅度都会给其防台风能力造成严重的影响。在制定塔式起重机防台风措施时，要从塔式起重机自身的使用性能和结构特点出发，同时结合工程地址的自然环境条件，使用科学的防范措施和技术，快速提升塔式起重机的平稳性，防止在强台风的作用下出现倒塌的情况。

2塔式起重机防人为误操作能力

塔吊的倒塌事故除自然原因外，很大的部分是基于人为的失误操作原因而导致的。塔吊司机、塔吊装拆工的违规操作或误操作行为往往也给塔机的使用及装拆过程埋下了严重的安全隐患。最大程度上减少该类事故的发生，除了加强相关作业人员的安全责任意识、提高专业的操作技能外，塔吊还需不断的完善和配置相应的安全装置，来给现场作业人员加设一道生命的防线，如：力矩限制器、起重量限制器、高度/变幅行程限位器、风速仪及相关节点报警装置等安全保护装置。2017年广州海珠7.22塔吊倒塌事故在起重设备自身安全性能欠佳、装拆人员的违规行为和操作失误等综合影响下，最终造成了一起群死群伤的较大安全事故。

3事故原因分析

3.1塔式起重机附着装置不合格

在塔式起重机作业的过程中，受塔机位置、使用受损情况以及转场等因素的影响，使得原厂的塔吊附着臂无法满足现场的使用要求，而有些附着装置并不是原厂生产的，导致这些附着臂出现质量不过关的情况，例如焊接质量不达标、使用残次钢材做原材料等，这就会使附着系统很难满足实际的施工需求。有些附着装置会采取焊接的方式与附着建筑物的端部相连，在发生塔机地基下沉的情况以后拉杆出现弯曲的现象，抗拉强度会随之下降，假如焊接质量不过关，极易出现焊缝裂开的情况，使附着装置失去了原本的作用。由于上述原因，对塔机原本的防台风能力大打折扣，大大降低了原来厂家设计的抗风能力，出现风力未超出厂家设计值而出现塔吊倒塌的安全事故。

3.2日常检查维护不到位

施工单位未定期进行检查维护，标准节及附着装置连接螺栓松动、主要受力构件锈蚀、焊缝产生裂纹等问题未及时发现并整改，导致连接螺栓或薄弱环节構件在风荷载作用下断裂或撕裂。上述的设备零部件或受力结构部位日常检查维护不到位，确实在台风等恶劣自然灾害环境中更容易暴露出来而发生塔机的倒塌事故。而对于塔吊安全保护装置的日常调试维护，则关系到操作或作业人员在不知情和操作失误下，对设备和人员的生命安全起到保护作用。

4塔式起重机防倒塌的主要措施

4.1做好安全管理工作

在对塔式起重机实施安全管理工作的时候，最有效的措施是防止塔式起重机被台风损坏或者吹倒，因此，工作人员要具体问题具体分析，以塔式起重机的工作环境和使用方式为基础，创建完善的安全管理体系和应急预案，保证塔式起重机安全作业。建立健全塔式起重机安全管理信息传递系统和抢险救灾体系，采取措施高效管理资金、设备和人员，责任落实到人，使用奖惩机制来不断提升工作人员的主动性和积极性，使安全问题控制在萌芽阶段。依据台风的往年发生情况合理规划安全管理工作，将台风的高发季节设置为防台风的重点工作内容，及时维修设备、发生问题立即整改，将安全防护工作落实到实处。完善塔式起重机防台风安全保证措施，引进新的设备和技术，快速提升塔式起重机的防台风能力。

4.2规范拆装操作步骤

拆装过程是一个复杂、高风险的工序。在进行拆装前，组织设备操作和施工人员详细阅读设备使用指导说明，在说明的指导下制定拆卸施工方案。在进行拆装作业前，施工单位制定详细而专业的拆装施工方案。该施工方案必须包含：各个岗位的人员责任，如操作员、现场指挥、维护人员和专职安全员;列出各主要部件拆卸顺序表;明确从开始施工到拆装完成各个工序的详细步骤以及注意事项;拆装中的工艺和操作有明确的规范技术要求;对适用的天气状况给出规定。方案也需要指出符合安全要求的安全警戒区，避免无关人员进入作业施工范围。方案还需要经过施工单位的技术责任人、总工、安全管理员进行详细的审核，并征求相关的专业技术人员意见。方案定稿确认后才能够交由施工类技术人员进行安全和技术的交底，再开展施工。

4.3开展塔吊第三方监督抽检

台风季来临前，由施工安全监督机构委托第三方检测单位对在建项目使用的塔吊进行监督抽检，通过抽检，摸清在建项目塔吊安全状况。如发现整机产品标牌或零部件铭牌缺失或涂改;主要受力构件无可追溯制造日期标志或超过规定年限仍继续使用;大臂及各机构不配套使用等拼装、套牌塔吊的，一律责令拆除退场。如发现连接件、紧固件等不符合要求的，责令限期整改，消除安全隐患，确保塔吊不带病运行。开展第三方监督抽检，对于日常维护和使用能起到很好的监督检查作用，同时，在用塔吊的数量庞大，不定时的监督抽检能使各责任单位时刻警钟长鸣，有效降低突发情况而导致的安全事故发生。

4.4提高沿海地区塔吊设计计算风压

从海口塔吊倒塌事故的教训来看，如果塔吊自身不具备抵抗台风袭击能力，单凭台风来临前采取降低自由高度等防台风措施，不能从根本上解决问题。因此，只有提高设备自身防台抗台能力，才能有效解决设备防台抗台问题。根据《深圳市建筑起重机械防台风安全技术规程》，在台风季，深圳市安装使用的塔吊在非工作状态10m高处的计算风压取值1000Pa，从本质上提高塔吊抵御台风的能力。因应不同环境的风压和自然灾害状况，合理选取符合实际安全要求型号的塔吊，在台风季下适当降低塔吊的最大悬高，从而加强塔吊的实际抗风能力，减少自然災害带来的不利影响。

4.5严格执行维护检修程序

施工单位在使用塔式起重机的过程中，必须由安全管理部门认证的相关检验机构进行定期的检验以及维修。这些专业的维修检验部门将会对起重机的重点安全设备进行检修，如起重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限位器等。在检修中发现已经达到报废年限，或者继续维修使用存在重大安全风险的设备，必须强制予以报废处理。施工单位在起重机的日常使用中，要求维修人员和驾驶员通过专业的技术培训，符合要求后上岗。维护人员需要对起重机进行日常的安全检查和设备维护，发现安全隐患需立即停工，并进行规范的维修处理。起重机的重点部位，如重力矩限制器、起重量限制器、起升高度限位器一旦出现异常，需要立即联系检修机构进行专业的维修处理，保证安全装置运行有效，杜绝带病运转或失效情况的发生。

结语

塔式起重机装拆、使用作业的安全保障是一个系统工程，其设备质量、装拆操作规范、操作运行和维护检修直接关乎建设工程作业人员的生命安全，也直接影响建筑企业的整体利益。分析塔式起重机伤亡事故的原因，总结事故经验教训，探讨预防措施，有利于排除安全隐患，保障工程建设顺利进行。

参考文献

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