天水塔式起重机倾翻事故勘察与技术分析

      天水塔式起重机倾翻事故勘察与技术分析发布时间：2009-11-12 22:31:19 来源：起重机吊车网 2001年12月24日某建筑工地一台QTZ40C型塔式起重机于当日14时许开始回填土方吊装作业，14时25分第二次吊装回填土至卸土点卸载后，空吊盘起升过程中，塔机瞬间向北侧倾翻，塔机根部（固定基础底座）南侧两根主弦杆断裂，平衡重砸在塔机北侧某小学三层教学楼屋顶上，砸穿屋顶及三、二层楼板，落到一楼教室内，塔身倒落到教学楼南侧屋面圈梁上，起重臂翻折至平衡重同一侧摔落至该小学操场空地上，事故造?***死亡，19人重伤特大型安全事故，针对这起事故，技术调查组进行了现场勘查。 
       1 现场勘查 
（1）事故发生时塔机起升高度31m，起重臂长42.13m截面为三角形，上弦杆为φ76X4.5mm无缝钢管，下弦杆为10#槽钢封板，截面宽0.9m，高0.8m，平衡臂长9.07m，宽0.9m，平衡块重7800kg，工作时幅度为37.42m 起升倍率为1：2。
（2）吊装作业时，塔身回转中心到取土点距离为23.1m ，至卸土点距离为22m，到小学教学楼距离为24.3m，在塔机回转工作区间内无障碍物。
（3）事故发生后，经检查平衡臂上配重固定完好，起重臂与塔身连接销轴完好，起升钢丝绳脱出塔帽顶端滑轮散落在楼顶上，吊钩悬挂在楼顶与墙附近，起升卷筒上钢丝绳未放松，力矩限制器弓板及行程开关完好，因无法试验，力矩限制器和起重量限制器的初始设定值无法确认。塔机固定基础底座南侧两根主弦杆及东北侧一根主弦杆完全断裂，西北侧主弦杆向外侧折弯，其中目测观察西南侧主弦杆断面全部呈现陈旧性裂痕，东南侧主弦杆大部分呈现陈旧性裂痕，局部呈现新断痕，且有颈缩现象，表明受拉断裂。东北侧主弦杆有局部陈旧性断痕，大部分为此次事故的新断痕，且为撕裂痕迹，主弦位置。
（4）经调查这次事故发生时固定基础底座不是原生产厂家所制造，原设计固定基础底座主弦杆为L125×125×12规格的角钢，材质为Q235B。由于塔机首次安装时固定基础底座部分埋入混凝土地基基础内，搬迁工地时固定基础底座无法取出，使用单位将固定基础底座露出地面以上的主弦杆切开后，用类似角钢拼接成新的固定基础底座，并重新埋入新的混凝土基础内，此种方法制作的固定基础底座共重复使用三次。为使勘察结果准确，现场勘测结束时将修改后的固定基础底座取样后送有关检测单位做进一步理化检测分析。 
     2 理化分析   有关检测单位对固定基础底座四根新焊后的主弦杆进行物理化学分析后得出结果。
（1）钢样化学分析结果，1#、2#、3#、4#四根主弦中1#、3#、4#主弦L100×L100X10角钢材质为Q345，其余脚钢为Q235。
（2）检验单位对主弦杆钢样断口进行清理后用20被放大镜和电子显微镜进行观察后得出结果与技术调查现场勘测结果基本吻合，测量结果，图中阴影区为旧断口。
20倍放大镜观察测量结果，1#主弦断口全为旧断口，2#主弦断口仅在L100×L100×10等边脚钢上有28×15mm的区域为新断口，占断口截面积的9%左右，其余为旧断痕，3#脚有局部旧断痕，占断口总面积30%左右，其余为此次事故的新断痕。观察点为的A~L点，其中3#主弦I位置断口形貌为韧窝，是此次事故断裂的新断口，均为经交变荷载下产生的疲劳断裂，断口形貌为贝状纹或由于受到反复拉压而磨擦使断口基本光滑是以前断裂的旧断口。 
        3 事故原因分析
（1）事故发生前吊装作业起重臂工作幅度为23.1m～22m，当时起吊重量约500kg，吊盘重量为120kg，吊钩组重量为50kg，总计670kg查该塔机起重力矩特性曲线，23m幅度处额定载荷为1910kg，22m幅度处额定载荷为2020kg，实际起吊载荷在允许起吊重量范围之内未超载作业。
（2）该塔机使用单位曾于2001年10月底，用塔机起吊埋在地下的降水井套筒，第一次起吊时拉断索具，更换索具后二次起吊又拉断套筒两侧的焊环，仍未将预埋套筒拉出，这两次起吊均使塔身产生超载，材料超过屈服点，产生了裂文和塑性变形，为此次事故发生埋下隐患。
（3）塔机安装单位安装塔机时对代用件未做任何的设计、验算和强度校核。代替原厂固定基础底座违反GB/T9462—1999《塔式起重机技术条件》4.3.5条接料规定——承受交变载荷和主要承受压弯载荷的结构件，不许接料。塔身固定基础底座符合此特性，并违反4.3.10条材料代用—材料代用必须保证不降低原设计计算的强度、钢度、稳定性、疲劳强度、不影响原设计规定的性能和功能要求。
（4）在违章作业，造成固定基础底座损伤后，未进行详细检查违反GB5144—94《塔式起重机安全规程》4.6.2条，起重机主要受力构件如塔身，臂架等，在失稳或损坏后，应检测其结构的应力不得低于原计算应力，否则应报废的规定。
   5）塔身固定基础底座受损后在交变载荷反复作用下1#主弦裂纹不断扩展直至完全断裂，2#主弦基本断裂，塔机运转过程中当倾翻力矩大于平衡力矩时，受损的杆弦杆安全系数降低，超过设计的的许用应力致使塔机倾翻。

4 结 论
造成这次事故的直接原因是违反GB/T9462、GB5144规定进行材料代用及接料，违章作业致使固定基础底座受损。未经检查继续使用，使受损程度不断扩大导致塔机倾翻。
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