摘要：对塔式起重机起重臂事故的原因进行了详细分析，并对塔机生产厂家和使用单位提出了相关的预防措施。
我国自上世纪80年代开始，在建筑工地上大量使用的是自升、上部旋转、水平吊臂的塔机。近几年来，该类塔机出现了不少如图1所示的事故现象，轻者毁物伤人，重者造成塔机倒塌、人员死亡的重大恶性事故。
就长沙地区而言，近3年来有4次该类事故发生，造成了相当恶劣的后果。而事故原因往往只是笼统归究于塔机老化或产品质量不过关等。下面，我们谈一谈造成该事故的原因及应采取的防范措施。
1 事故原因
现以国产QT80型塔机为例来说明。臂架是断面成等腰三角形的空间桁架形式，臂长为45m时由8节组成，各节臂之间用销轴连接，一般越往端部其断面面积越小，即极惯性矩变小。在第2、6节臂的上弦杆各设有一拉杆吊点，通过吊臂拉杆与塔尖挂点相连。
1.1 臂架吊点受力分析
选择吊臂工作时的一段臂架来分析其受力情况，如图2a。假设吊荷Q正处于一榀斜竖腹杆的交汇点之下，并处于一拉杆吊点附近(可假设其均在一个断面内)。
若该交点的焊接有缺陷，工作时吊载在该点停滞了一段时间，在Q所产生的拉力下，将该有缺陷的焊点拉开(在图中假设右面竖腹杆焊点被拉开)，这时由左右两榀腹杆之间所形成的跨度ι约有3m长，在Q2的作用下，产生挠曲距离γ′；再观图2b，由于臂架的断面呈三角形，在γ′，距离不断增大时，支点Q2也走了一段S′，距离，则拉杆产生的原平衡拉力F与其断面中心会出现一段位移δ′，即有初始弯矩Fδ′，在该初始弯矩和Q2的合力继续作用下，吊臂下弦右轨道梁在O2点将会出现应力集中而破坏，即会产生尖弯。一旦形成尖弯，则这边轨道梁的支撑也失效。这时拉杆的平衡拉力F对该吊臂断面产生的破坏弯矩是F·OO1，该破坏弯矩足以将整个臂架梁在该断面处折弯，出现图1所示的事故后果。
1.2 事故分析
通过对在长沙地区发生的几起该类型事故的调查与考证，完全吻合于上述所分析的情况。在所发生的几起事故中，当时的吊荷均是偏重，尔后均在断裂部位工作或停滞了一段时间，随后发生的事故是突然性的。事故后检查折弯处断面，看到臂架下弦轨道梁，一边是尖弯，另一边与上弦均是呈圆弧状的拉弯，且尖弯边的一、二榀斜竖腹杆变形严重，并能检查得到其焊点脱开处的陈旧伤痕。
在突然发生该类事故时，若折断点在吊臂前段，即长拉杆附近，由于还有短拉杆支撑了一部分吊臂，能够平衡一部分由后面配重产生的力矩，当时塔身虽产生了很大的晃动冲击，对塔机一般不引发其它后果；但是，若折弯断面发生在短拉杆以内，情况就严重了，在突发的横向力作用下，会出现前起重臂与后面配重臂相互吸引靠拢的现象。在塔身上部悬出较大时，当吊臂向后靠拢到一定角度时，由吊臂和配重臂综合所产生的对塔身的单向弯矩，将超出塔身刚度能够承受的范围，这时，整个塔身将会被扳倒，造成机毁人亡，事故后看到起重臂和平衡臂倒在一起。
2 预防措施
1)按照《塔式起重机设计规范》(GB／T13752-92)，塔机的设计寿命一般应在15-30年间，并应在技术等方面有所保证，因此生产塔机的厂家，除按规定选用塔机结构件钢材外，对其焊接接头的质量应有保证，除焊缝外形尺寸及内部质量应符合有关标准和规范的要求外，不得有咬边、焊瘤、夹渣、气孔、未焊透和裂纹等缺陷。在长沙地区发生的几起该类事故中，均看到了臂架斜竖腹杆所用的无缝钢管与下弦轨道梁在交汇处的焊接点的断面上有锈蚀的旧痕，即表明原内部存在有裂缝，故应认为这是造成该类事故的主要原因。因此，我国塔机生产厂应严格焊接工艺与焊接操作规程，提高焊工技术水平。
2)在对塔机结构的实际考察中还发现有图3a所示的情况，即有某种型号的塔机臂架桁架的斜腹竖杆的一榀是在先合并后再与轨道梁去焊接，其与轨道梁的焊接长度只有图示中的ι1长。笔者认为这样的设计处理不妥，斜杆应该分别与轨道梁焊接，见图3b，其焊接长度多出约2倍。
3)对于塔机使用单位的广大机务人员，在各项实际工作中应增加专项检查，特别在对塔机的大修或高级保养作业中，对臂架桁架的各焊点，特别是上面提到的斜竖腹杆的焊点，进行严格的检查，进行一般常规方法的探伤，发现缺陷，进行专门处置。在使用工作中，应加强塔机机组人员的保养责任，除加强对钢结构桁架的焊点检查外，特别要求一点，若有频繁的连续定点吊荷工作，作业前必须对该臂架吊点处的各腹杆交汇焊点进行检查，应每班一次，作到心中有数。只有作到了有效的勤保养，才能杜绝该类突发性事故的出现。
3 小 结
按照JGJ33-2001《建筑机械使用安全技术规程》总则规定：……对事故应按"三不放过"的原则进行处理，即首先是事故的原因没有查清，对该事故不能放过。而在长沙出现的几起该类事故的处理中，事后均认为是由于臂架连接销脱落而造成。笔者均作了实地考察，在事故后的现场，臂架轨道梁与脊梁上的连接销均未掉出。
随着我国经济建设的发展，施工安全越来越受到重视，塔机造成的安全事故占有相当的比重，因此，杜绝塔机事故的发生应引起我们的重视，只有以科学的态度规范工作，将措施落到实处，才能使事故消灭在萌芽之时。
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