吊车倾翻事故原因分析及对策

2021-08-24董虎峰

现代制造技术与装备 2021年7期

董虎峰毛萌

（海军士官学校，蚌埠 233000）

随着吊车行业的快速发展，吊车在我国基础建设、物资吊装以及抢险救灾等工作中的使用频率和强度越来越高。如图1所示，中国工程机械协会数据显示，2020年我国吊车销量达到54 176台，销售数量持续增长，保有量成倍增加[1]。吊车大量使用的同时发生了许多事故，其中倾翻事故发生次数最多，轻则导致车辆报废，重则造成人员伤亡。

图1 2015—2020年我国吊车销量情况

通过对倾翻事故的归类和分析发现，事故发生的原因相同，可以通过具体的对策有效降低甚至避免事故的发生。

1 道路、场地因素及对策

吊车整车质量大、车身长且重心高，对运行的道路和场地要求较高。吊车前往吊装场地时，要在坚实、承载能力大且转弯半径大的路面行驶，如高速路、国道、省道和城市主干道等。对于沿途施工的路段，应绕道或远离施工部位通行，以确保行车安全[2]。初次通过情况不明的道路时，需要提前观察，慎重评估风险，谨慎驾驶。例如，窄路段的路肩、承载能力不强的桥梁以及窄小的涵洞等，要充分预判，不可强行通过。若有替代路线，应选路况最好的通行[3]。低等级公路、乡村道路和施工场地道路等，要提前勘查、慎重通行。施工工地泥土松软，特别是靠近基坑和凹陷边缘的区域，极易因滑坡或地面塌陷造成吊车倾翻，因此一定要避开或者提前加固薄弱道路后再通行。

吊车展开后，整车及吊物质量通过支腿传递到地面，因此地面要具有较强的承压能力。吊装场地要坚硬无空鼓，否则会带来大的安全隐患，甚至引起吊车倾翻。地面承载能力差的场地，可能会因支腿下压而凹陷或滑坡而引起车辆倾翻。此时，可通过加大枕木面积或远离承载能力差的场地予以解决，不可盲目展开作业[4]。坡道作业时，应在坡道高位安全侧作业，且回转动作要缓慢。地下有排水管道和地沟等，应提前与现场负责人确认，确保展开支腿避开管道和地沟等区域。空鼓地面以水泥地面居多，可通过锤击地面听音的方法确认，避免展开或吊物后支腿承重增加导致空鼓地面裂缝或下沉而引起吊车倾翻。也可在吊车展开后将大臂伸出环绕运行一周，观察各支腿下方地面有无裂缝或下陷等情况。如发现空鼓地面，应及时更换展开场地。

2 操作因素及对策

吊车操作手必须经过正规和严格的训练，熟练掌握吊车操作技能，具备预判和处置各种风险的能力。吊车展开后，根据任务进行规范的吊装作业，禁止违章操作，否则可能会引发倾翻事故。

可能引发事故的不规范操作有以下几点。第一，在水平支腿未伸或半伸状态下进行吊装作业。在上车操作前，下车支腿跨距一定要达到起重性能表规定的数值。未达规定数值进行吊装操作，易造成吊车倾翻。仅垂直支腿伸出时，多用于车辆维修，不能用于吊装作业，否则会因吊车重心变高、承载跨距较小而造成倾翻。水平支腿半伸状态多受场地限制，要求接通半伸支腿开关后再进行上车操作，否则会因超限作业安全保护装置失效而造成吊车倾翻。第二，轮胎未离开地面进行吊装作业。下车展开后，若轮胎接触地面，吊物后会因两侧轮胎受力不均导致车体晃动引起垂直支腿变形或弯曲，在吊车失衡后发生倾翻。因此，在垂直支腿展开并调平后，操作手必须确认每一个轮胎均离开地面，才能保证吊装时下车足够稳定。第三，大吨位吊车未装或少装配重进行吊装作业。吊装操作前，大吨位吊车需安装配重，切不可因赶时间或疏忽等因素忘装或少装配重，否则会导致吊装过程中受力失衡而引起倾翻。因此，吊装前必须确保安装的配重与起重性能表中给定的值一致。第四，超载吊装作业。当吊臂伸臂过长、角度过小或超过额定起质量仍进行作业可能会引起倾翻事故。为避免发生此类事故，可以调整吊车展开状态或者更换更大吨位吊车，确保吊车接近吊装物体再开始作业。第五，急转、急停吊装作业。吊车操作过程中，特别是吊装开始和结束阶段要平稳操作，不能够急转或急停，否则会增大吊车作业幅度和瞬间吊重，如图2所示，从而降低额定起质量导致吊车更容易倾翻。因此，操作手要养成稳健操作的良好素养，平稳操作吊车。第六，两辆以上吊车协同作业时缺乏配合。若两辆以上吊车配合作业时不协调、不同步，只要其中一台吊车出现配合问题，就会引起连锁反应导致吊车倾翻。因此，吊车配合作业时要预先研究起吊方案，作业中要有专业人员指挥，使钢丝绳保持垂直，并确保各吊车的起质量不得超过额定起质量的80%，保证吊车协调、同步和平稳运行，避免发生倾翻事故。

图2 离心力影响图

3 吊物因素及对策

吊装的吊物的形状、质量和材质等各异，因此必须掌握吊物的质量、重心位置、捆绑位置以及起吊后重心的变化等。若掌握不清楚或者判断错误，容易导致吊车发生倾翻事故。

3.1 吊物质量判断错误

超过额定起质量吊装时，特别是额定起质量相对较小的中长臂吊车，强行吊装会导致吊车倾斜。若吊装幅度逐渐增大，会引起吊车失去平衡。吊物质量判断错误的原因是未进行试吊、吊物与其他物体未彻底分离以及未计算吊钩吊具质量等。针对这些问题，首先要认真核查吊物，核准吊物质量，并且确保吊钩、吊具及被吊物质量之和小于额定起质量。其次，起吊时必须试吊，确认吊物无任何附着物和牵引物，与其他物体彻底分离后再进行下一步操作。最后，在接近额定起质量吊装时，要严禁爬臂作业，减小人为操作导致倾翻的风险。

3.2 吊物重心发生变化

吊装时，若重心未找准、捆绑位置不当或吊物倾斜时，会导致重心外移或侧移。当吊重超过额定起质量时会引起吊车倾斜，从而使吊物重心加速外移或侧移，最终导致吊车倾翻。当吊物需要倾斜放置或倒放时，要选择好吊点位置，确保吊点与吊物重心始终在一条垂线上，保持吊物稳定，防止出现重心外移和侧移等情况。例如，吊钩挂在重物顶端将重物倾斜放倒时，重物的重心会随着吊钩下降逐渐远离回转中心，若此时吊车倾斜，会导致吊车和重物一同倾倒。为解决此类问题，可在吊物底端安装滑动装置或牵引装置等使其底端移动，确保吊车的钢丝绳始终垂直向上。如果吊物易变形，如较长的钢筋笼、钢板和柱形物等，在吊物端部起吊时，吊物会受自身质量影响而出现外弯现象。一旦吊物重心外移，就会导致吊车倾翻。因此，吊装时应在吊物中间位置用副钩辅助起吊或用其他方法进行加固，确保吊物不会弯曲，且起吊时应尽可能先通过抬臂完成吊物上升，避免吊物向外弯曲和重心外移而引起吊车倾翻。

3.3 吊物不稳发生滚动

若吊物因一端起吊另一端未固定而发生滚动，会使垂直向上的钢丝绳发生倾斜，从而使垂直向上的力变成分力，导致起吊质量迅速增大而引起吊车倾翻。因此，起吊时吊物下端应用绳子等进行固定，使其按既定方向运动，确保不会发生滚动现象，继而安全完成吊装任务。

4 装备因素及对策

若吊车的设计制造质量存在问题，也会导致倾翻事故，但此类事故占比较小。在吊车使用过程中，因维护保养不到位导致吊车部件出现问题或带故障运行等造成的吊车倾翻事故时有发生，常见的有垂直支腿变软或下沉、水平支腿箱锈蚀开裂、水平伸缩梁断裂和吊臂液压缸弯曲等。

垂直支腿变软或下沉的主要原因是垂直支腿液控单向阀或液压锁内部损伤，会引起吊车倾斜。倾斜角度每增加1°，减少的额定载荷量将成倍增加。如图3所示，倾斜角度过大时，会导致上车失去平衡。因此，在展开和调平吊车后，需要将上车大臂伸出并空载旋转一周，并二次观察各个支腿情况，从而及时发现隐患并予以解决。

图3 吊车倾斜度影响图

水平支腿箱锈蚀开裂和水平伸缩梁断裂的主要原因是水平支腿箱和伸缩梁长时间处于恶劣环境，出现了锈蚀和磨损现象，且保养不及时。因此，操作手在吊物试吊时，要再次查看吊车的4个水平支腿情况，确保支腿能够正常工作。另外，物体起吊后，严禁进行爬臂和伸臂作业，否则会增大支腿的承压量，引起水平支腿箱和伸缩梁断裂或弯曲，导致吊车侧翻。

吊臂液压缸承载能力非常强，通常不会发生弯曲情况。但是，操作过程中，垂直方向上急起、急停或水平方向急起、急转和急停等，均可能导致吊臂液压缸因承受较大纵向力或侧向力而弯曲，从而引起吊臂倾角变小，吊车倾翻。因此，为了避免发生吊臂液压缸弯曲等情况，操作手在操作时要平稳操作，严禁急起、急停和高速吊运。