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典型大件吊装重大事故案例分析及专家点评

发布时间:2011-03-09   点击率:5733

典型大件吊装重大事故案例分析及专家点评

南京工程公司   罗顶瑞

1 龙门起重机主梁吊装坠落特大事故

[案例名称]

龙门起重机主梁吊装坠落特大事故

[事故概况]

某年7月17日上午8时许,在上海某造船公司船坞工地,由上海某公司等单位承担安装的600t×170m龙门起重机在吊装主梁过程中发生倒塌,造成36人死亡,3人受伤,直接经济损失8000多万元的特大事故。

[事故经过]

7月17日早7时,施工人员按现场指挥的布置,通过陆侧(远离黄浦江一侧)和江侧(靠近黄浦江一侧)卷扬机先后调整刚性腿的两对内、外两侧缆风绳,现场测量员通过经纬仪监测刚性腿顶部的基准靶标志,并通过对讲机指挥两侧卷扬机操作工进行放缆作业(调整时,控制靶位标志内外允许摆动20mm)。放缆时,先放松陆侧内缆风绳,当刚性腿出现外偏时,通过调松陆侧外缆风绳减小外侧拉力进行修偏,直至恢复至原状态。通过10余次放松及调整后,陆侧内缆风绳处于完全松驰状态。此后,又使用相同方法,和相近的次数,将江侧内缆风绳放松调整为完全松驰状态,约7时55分,当地面人员正要通知上面工作人员推移江侧内缆风绳时,测量员发现基准标志逐渐外移,并移出经纬仪观察范围,同时还有现场人员也发现刚性腿不断地在向外侧倾斜,直到刚性腿整个倾覆,主梁被拉动横向平移并坠落,另一端的吊装塔架也随之倾倒。

[专家点评]

一、600t×170m龙门起重机主要参数及主梁提升方法

600t×170m龙门起重机结构主要由主梁、刚性腿、柔性腿和行走机构等组成。该机的主要尺寸为轨距170m,主梁底面至轨面的高度为77m,主梁高度为10.5m。主梁总长度186m,含上、下小车后重约3050t。正在建造的600t×170m龙门起重机结构主梁分别利用由龙门起重机自身行走机构、刚性腿、主梁17#分段的总成(高87m,重900多t,迎风面积1300m2,由4根缆风绳固定。以下简称刚性腿)与自制吊装塔架作为2个液压提升装置的承重支架,并采用计算机控制液压千斤顶同步提升的工艺技术进行整体提升安装。

二、起重机吊装过程

4月19日,施工人员进厂开始进行龙门起重机结构吊装工程,至6月16日完成了刚性腿整体吊装竖立工作。

7月12日,进行主梁预提升,通过60%~100%负荷分步加载测试后,确认主梁质量良好,塔架应力小于允许应力。

7月13日,将主梁提升离开地面,然后分阶段逐步提升,至7月16日19时,主梁被提升至47.6m高度。因此时主梁上小车与刚性腿内侧缆风绳相碰,阻碍了提升。施工现场指挥考虑天色已晚,决定停止作业,并给起重班长留下书面工作安排,明确17日早上放松刚性腿内侧缆风绳,为8点正式提升主梁做好准备。

三、事故原因分析

1.刚性腿在缆风绳调整过程中受力失衡是事故的直接原因

事故调查专家们在听取工程情况介绍、现场勘查、查阅有关各方提供的技术文件和图纸、收集有关物证和陈述笔录的基础上,对事故原因作了认真的排查和分析。在逐一排除了自制吊装塔架首先失稳、支承刚性腿的轨道基础沉陷移位、刚性腿结构本体失稳破坏、刚性腿缆风绳超载断裂或地锚拔起、荷载状态下的提升承重装置突然破坏断裂及不可抗力(地震、飓风等)的影响等可能引起事故的多种其它原因后,重点对刚性腿在缆风绳调整过程中受力失衡问题进行了深入分析,经过专家们对于吊装主梁过程中刚性腿处的力学机理分析及受力计算,提出了《“7·17”特大事故技术原因调查报告》,认定造成这起事故的直接原因是:在吊装主梁过程中,由于违规指挥、操作,在未采取任何安全保障措施情况下,放松了内侧缆风绳,致使刚性腿向外侧倾倒,并依次拉动主梁、塔架向同一侧倾坠、垮塌。

2.施工作业中违规指挥是事故的主要原因

施工现场指挥在发生主梁上小车碰到缆风绳需要更改施工方案时,违反吊装工程方案中关于“在施工过程中,任何人不得随意改变施工方案的作业要求。如有特殊情况进行调整必须通过一定的程序以保证整个施工过程安全”的规定。未按程序编制修改书面作业指令和逐级报批,在未采取任何安全保障措施的情况下,下令放松刚性腿内侧的两根缆风绳,导致事故发生。

3.吊装工程方案不完善、审批把关不严是事故的重要原因

吊装工程方案中提供的施工阶段结构倾覆稳定验算资料不规范、不齐全;对600t龙门起重机刚性腿的设计特点,特别是刚性腿顶部外倾710mm后的结构稳定性没有予以充分的重视;对主梁提升到47.6m时,主梁上小车碰刚性腿内侧缆风绳这一可以预见的问题未予考虑,对此情况下如何保持刚性腿稳定的这一关键施工过程更无定量的控制要求和操作要领。吊装工程方案及作业指导书编制后,虽经规定程序进行了审核和批准,但有关人员及单位均未发现存在的上述问题,使得吊装工程方案和作业指导书在重要环节上失去了指导作用。

4.施工现场缺乏统一严格的管理,安全措施不落实是事故伤亡扩大的原因

(1)施工现场组织协调不力。在吊装工程中,施工现场甲、乙、丙三方立体交叉作业,但没有及时形成统一、有效的组织协调机构对现场进行严格管理。在主梁提升前7月10日仓促成立的“600t龙门起重机提升组织体系”由于机构职责不明、分工不清,并没有起到施工现场总体的调度及协调作用,致使施工各方不能相互有效沟通。乙方在决定更改施工方案,决定放松缆风绳后,未正式告知现场施工各方采取相应的安全措施;甲方也未明确将7月17日的作业具体情况告知乙方,导致23名在刚性腿内作业的职工死亡。

(2)安全措施不具体、不落实。6月28日由工程各方参加的“确保主梁、柔性腿吊装安全”专题安全工作会议,在制定有关安全措施时没有针对吊装施工的具体情况由各方进行充分研究并提出全面、系统的安全措施,有关安全要求中既没有对各单位在现场必要人员作出明确规定,也没有关于现场人员如何进行统一协调管理的条款。施工各方均未制定相应程序及指定具体人员对会上提出的有关规定进行具体落实。例如,为吊装工程制定的工作牌制度就基本没有落实。

综上所述,“7·17”特大事故是一起由于吊装施工方案不完善,吊装过程中违规指挥、操作,并缺乏统一严格的现场管理而导致的重大责任事故。

四、教训和建议

工程施工必须坚持科学的态度,严格按照规章制度办事,坚决杜绝有章不循、违章指挥、凭经验办事和侥幸心理。

此次事故的主要原因是现场施工违规指挥所致,而施工单位在制定、审批吊装方案和实施过程中都未对600t龙门起重机刚性腿的设计特点给予充分的重视,只凭以往在大吨位门吊施工中曾采用过的放松缆风绳的“经验”处理这次缆风绳的干涉问题。对未采取任何安全保障措施就完全放松刚性腿内侧缆风绳的做法,现场有关人员均未提出异议,致使现场指挥人员的违规指挥得不到及时纠正。此次事故的教训证明,安全规章制度是长期实践经验的总结,是用鲜血和生命换来的,在实际工作中,必须进一步完善安全生产的规章制度,并坚决贯彻执行,以改变那种纪律松弛、管理不严、有章不循的情况。不按科学态度和规定的程序办事,有法不依、有章不循,想当然、凭经验、靠侥幸是安全生产的大敌。

今后在进行起重吊装等危险性较大的工程施工时,应当明确禁止其它与吊装工程无关的交叉作业,无关人员不得进入现场,以确保施工安全。

2 大型履带起重机臂架倾倒特大事故

[案例名称]

“3.15”680t吊机臂架倾倒重大事故

[事故概况]

某年3月15日10时35分,上海某炼油厂140×104t/a延迟焦化装置扩能改造项目工地,由上海某公司第二分公司,租赁上海某公司机械化施工处的680t吊机,在吊装总重为261.749t的焦碳塔的过程中,发生吊机臂架系统倾倒事故。造成6人死亡,2人重伤,7人轻伤,直接经济损失736.4万元的重大事故。

[事故经过]

3月15日,吊装正式开始。焦碳塔提升时总重量(含吊索具、吊钩)为261.749t,主吊机作业时的回转半径约为29m。抬吊时,主吊机吊着塔顶,两台汽车吊抬着塔尾,3台吊机同时提升,提升到一定高度后,塔尾2台汽车吊配合主吊机,使焦碳塔呈垂直状态。接着,主吊机停止提升并松下,便于拆除塔尾吊后停止,两台汽车吊拆除塔尾吊具,平板车离开现场。然后,主吊机再次开始提升,直到塔底部超过厂房栏杆高度,距地面18m时停止。接着,主吊机开始向逆时针方向回转,在回转约2m时,环轨梁的支撑点突然发生异常,主吊机的臂架系统发生斜向倾倒,主吊机的吊臂和焦碳塔向一侧的焦碳塔钢结构与焦碳塔安装平台倾倒,压住正在钢结构上施工的江都某防腐公司14名员工与正在安装平台上的某市政公司1名员工。

[专家点评]

一、事故发生之前

上海某炼油厂140×104t/a延迟焦化装置扩能改造项目经招标,由上海某安装工程公司中标,并于上一年12月30日签订《安装工程合同》,成为该项目的施工承包单位。

次年2月27日,上海某公司机械化施工处将680t吊机的有关资料《M4600吊机环轨基础图》等交给上海某公司第二分公司,并口头交代了基础施工的具体办法。该公司以此为依据编制了《140×104t/a延迟焦化装置重大设备、塔架吊装施工方案》,并由有关负责人审定、批准。

3月1日至7日,浙江某市政公司根据《方案》中提供的“基础施工平面图”,完成基础施工。

3月3日至13日,上海某公司机械化施工处680t吊机进场,并完成组装。其中,3月11日安装主吊臂时,曾发现基础部分地面有渗水和沉降现象,针对这种情况,上海某公司机械化施工处的有关技术负责人研究后决定:在环形轨道下选择6处抽去部分铁墩,改用13块钢制路基箱,吊装仍如期进行。

二、事故原因分析

事故原因之一:没有按场地工程地质条件、吊机基础压力与基础平整度要求进行完整的地基基础设计和施工,造成环轨梁下地基承载力严重不足,是导致事故发生的直接原因。

事故调查专家们在听取吊装情况介绍,现场勘察,查阅有关各方提供的技术文件和图纸,收集有关物证和陈述笔录的基础上,对事故的原因作了认真的排查和分析。从天气、吊索具及吊点、碰撞、基础承载能力、环轨支承状况、操控和指挥等多种可能引发事故的角度,进行了深入研究。从气象台的资料来看,天气正常。从已倾倒的吊机臂架系统查看,整根臂架除头部因下坠过程中碰撞临近钢结构塔架而出现局部损伤和变形外,整根臂架仍保持基本完整。吊机的撑架在随同臂架向一侧倾倒过程中,其头部碰撞邻近混凝土建筑物的一角,在距离下铰点约1/4长度处弯曲损坏,其它部分仍基本保持完整状态。机体上用来连接臂架下支承台车以传递回转驱动力的上、下四付耳环各有一片(上面均为左耳片,下面为右耳片)折断或折弯,装有四付耳环的机体箱体结构也有与之相对应且方向一致的较大扭曲变形。该箱体结构和耳环正常状态下所受作用力很小,因此耳环的撕裂是臂架的侧倾角度越来越大造成的,而不是因耳环的焊缝略有缺陷先撕裂而造成臂架倾倒。除回转滚轮的支承环梁外,机体和臂架系统未发现有其它如焊缝表面缺陷、构件强度破坏和失稳破坏等现象。因此,对于当时仍处于年检有效期以内的主吊机来说,因吊机环轨梁以上部分结构强度、刚度和稳定性不足而引发本次重大事故的可能性可以排除。

最后,调查的重点落在地基的基础承载能力上。根据上海某工程公司在吊机环轨基础图中注明的技术要求,地面承受要强要达到20kg/cm2,而且要保证整个平面内高低之差小于10mm。而事实上,现场吊机基础仅由约1.5m深的快石和毛石垫层,再在其上浇筑10cm的钢筋混凝土薄板,不能形成坚实的基础结构,地基土承载力标准值仅为1kg/cm2,与要求相差约20倍,与上部巨大的荷载作用严重不适应,强度和刚度严重不足,吊机受荷后地基、基础变形和沉降大,极易受到破坏。如果上海某工程公司第二分公司的项目经理按照上海某公司机械化施工处提交的“M4600吊机环轨基础图”上的技术参数进行严格的吊机基础施工设计,编制正确的吊机基础施工方案,事故也许就根本不会发生。

事故原因之二:在基础出现下沉后,吊装单位又采取了错误的处理方法,仍以侥幸心理进行吊装。

3月11日安装主吊臂后,上海某公司机械化施工处曾经发现基础部分地面有渗水和沉降现象。有关负责人认为只是微量下沉,仅仅采用了加设路基箱的办法,试图通过增加支承面积来减少对基础的压强,而对于承载吊机和重物的基础是否符合技术要求没有进行验证。这一措施,不仅违反该设备设计要求,更由于路基箱本身不规则、刚度差、支承不明确、填实不紧密等因素,造成吊机台车运行不稳定,进而导致臂架不稳定。结果,在吊装过程中,吊机臂架支承台刚好处于环轨梁连接处,连接处下两侧分别用铁墩和路基箱作支撑。在支承台左边车轮的压力下,未被填实的路基箱产生弯曲、变形、下部拉裂,进而导致环轨梁连接处的四个连接螺栓被拉断,使臂架下支承台严重倾斜,造成臂架系统突然侧向倾倒。

事故原因之三:施工现场违反吊装安全规定,安全措施不落实。

建设部《起重吊装机械》(JGJ33-2001)标准规定,“起重机作业时,起重臂和重物下方严禁有人停留、工作或通过……”。而在这次吊装中,在吊装作业区域内同时有非吊装人员在钢结构上进行施工,造成事故伤亡扩大。

三、教训及对策措施

1.工程施工必须坚持科学的设计计算,进行详细的技术交底,编制完整的施工方案,杜绝凭经验和侥幸心理办事。

吊机所属单位必须熟知吊机的技术性能和要求,向吊机使用单位作出完整的技术交底;使用单位必须以此通过一定的方式进行科学的设计和计算,在施工前编制出有针对性、符合现场工况条件的施工方案,施工方案必须通过一定的程序交各责任或相关单位审定,并对方案的落实实施检查和必要的修正;对工程的技术要求必须进行精确的计算和严格核查,并应以书面文件为依据;坚持以科学的态度,正确对待工程技术要求每一个环节,杜绝凭经验和侥幸心理办事。在施工过程中,任何人不得随意改变施工方案的作业要求和技术要求,如有特殊情况需调整施工方案,必须按规定逐级报批,同时采取安全措施,确保施工安全。

2.在工程施工中,必须落实项目建设单位的安全责任,严格执行规章制度,杜绝有章不循、违章指挥、凭经验办事和习惯性违章作业。

施工现场违章作业,吊装区域交叉作业的现象没有得到及时制止,是这起事故伤亡扩大的原因,留下了惨痛的教训。广大企业应当从事故中吸取教训,按照“四不放过”的原则,加强企业的安全管理,建立健全安全管理制度,落实安全责任制,严格遵守各项操作规程,强化对各级领导和全体职工的安全教育,提高职工的安全意识和技能,做到不伤害自己,不伤害他人,不被他人伤害。在对起重吊装等危险性较大的工程施工时,主要负责人应到现场指挥,并按规定进行清场,拉出施工区域警戒线,禁止其它与吊装工程无关的交叉作业,无关人员不得进入施工现场,以确保施工安全。

3.工程施工必须做到安全职责明确,现场监督有力,并加强合同管理。

合同管理不规范,给事故的发生留下了隐患,在这起事故中,各责任单位签订的《工程安装合同》、《设备租赁合同》、《安装费分包合同》、《监理合同》均不够规范,安全职责不明,缺乏针对性的安全要求,导致施工作业现场安全管理混乱,安全措施不落实,酿成事故隐患。广大企业要认真吸取事故教训,严格按照“合同法”要求签订合同;在签订工程合同的同时,必须签订“安全协议”,特别是在重要工程项目作业中,更要按照“谁主管,谁负责”的原则,明确各自的安全职责和安全责任人,统一协调作业区域的安全管理,并在各自的安全职责范围内加强对施工现场的监督检查和监理,严格遵守各项安全规章制度,落实安全措施,确保施工安全。对于工程中的重要节点,要认真进行确认或验收制度,以确保安全协议中各项安全要求在实际工作中得到落实,并采取有效措施,杜绝超范围发包、承包和以包代管的、包而不管的现象发生。发包单位必须对承包单位进行严格的资质审查,不得将工程项目发包给资质等级不符合工程要求的单位施工。在多单位承包的工程中,总包单位应对安全生产统一协调管理,加强施工现场的安全检查,一旦查出事故隐患,责任单位应立即整改,将事故隐患消灭在萌芽状态。

4.大型起重设备的吊装必须严格按照规定程序,确保万无一失。

由于M4600吊机是通过美国供货商改装的特殊的大型起重设备,国内仅此一台,它对吊机基础的要求特别高。但在这起事故中,各责任单位对吊机基础需要通过严密设计与计算的重要性认识不足,未能给予重视。因此,有关企业必须加强对施工吊装的安全管理,尤其是大型起重设备的吊装要建立“大型机械设备随车技术人员责任制”,严格按照规定程序及技术要求进行吊装作业。日前,为使广大企业吸取事故教训,落实防范措施,安全生产有关部门已发出《切实加强建设工程吊装及施工安全管理的通知》。

3 旧桥拆除、吊车倾覆重大事故

[案例名称]

“8.12” 沧波门旧桥拆除、吊车倾覆重大事故

[事故概况]

某年8月12日下午4点20分左右,南京沧波门旧桥改造施工现场发生一起吊车倾覆事故,担负拆除旧桥施工的丹徒某建筑劳务公司的一辆吊车在施工中倾覆,坠入桥下,正在桥面和桥墩中施工的多名工人随即被砸到桥下,导致9人死亡,2人重伤,3人轻伤的重大伤亡事故

[事故经过]

8月12日下午4时20分左右,南京市沧波门旧桥改造施工现场,拆桥工作已经渐近尾声,承担旧桥拆除施工的丹徒某建筑劳务公司的一辆吊车在小河西侧桥端施工作业时,突然发生桥体坍塌、吊车倾覆坠下桥,坠入运粮河中,造成现场作业人员8人当场死亡,1人送医院抢救无效死亡,2人重伤,3人轻伤。

[专家点评]

一、沧波门桥自然情况

南京沧波门桥是一座有30年历史的水泥双肋单波双曲拱桥,建于1973年3月,全长46m,主跨35m,桥宽7.3m,桥面行车道宽7m。桥主拱的南北两边有两条拱肋。两条拱肋之间整浇了厚约250mm横向拱波矢高约500mm的弧形主拱板,两条拱肋之间沿跨度方向等距整浇了11根横系梁,横系梁上方等距布置了3根小立柱支撑主拱板。主拱的东西两部分上方各有4孔腹拱,腹拱的跨度约3m,由拱上立柱和腹拱圈组成。主拱中部上方有长约11m的填料和石砌侧墙。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

沧波门桥是当年南京市公路旧危桥改造项目的一个重要工程。近来因年久失修成了一座险桥,有关部门决定尽快拆除。7月1日,担任旧桥拆除施工的丹徒某建筑劳务公司开始施工。采取分段切割将水泥块吊走的办法将此桥拆除。

二、拆除施工方案情况

根据丹徒某建筑劳务公司编制的《沧波门桥拆除施工方案》分析发现,方案内容简单粗糙,可操作性差,没有经过技术审核和批准的程序。该方案给出的拆除方法和顺序如下:

1.用风镐拆除桥面,从中间向两端将土层清除,同时把桥栏杆也拆除。

2.拆除桥中间两边的石墙。

3.拆除桥两头的小拱和立柱。

4.把所有的表面拆除干净后,从中间向两端拆拱瓦。

5.拆除横系梁,从东向西把第一根横系梁打断后,立即将大拱梁两头打断,将它掉到水中,然后再拆除第二根、第三根。

6.为了不影响其他工程施工,拆除两端石墙及基础,用破碎机破掉后,立即用挖掘机将碎石挖清运走,用吊车将水中拱梁吊上来。

三、施工过程及顺序情况

6月29日,丹徒某建筑劳务公司第一次进场施工,先拆除了桥路面和北侧桥栏杆,干了4~5天后,因桥南侧的通讯光缆问题而停工。

8月4日,丹徒某建筑劳务公司第二次进场施工,到8月11日下午,除东西两端各保留一孔腹拱外,主拱上方的其他腹拱及中部的石砌侧墙和拱上填料已全部拆除清运。并且将主拱上的4档主拱板用风镐、锤击等方法破碎后沉入河中,只保留拱肋和横系梁,其中,跨中偏东部分约占3档,跨中偏西部分约占1档,露出3根横系梁。

8月12日上午,汽车起重机从桥西端进场。汽车起重机呈头西尾东停在路面中间,后侧两支腿停在桥西端保留的第一孔腹拱上,尾部距腹拱东侧立柱约1m。在桥主拱板上作业的工人,将西侧主拱板剩余部分最靠跨中的一档分南北两半用风镐、气割等办法分割后,分别用汽车起重机吊上岸边,此时汽车起重机的起重臂长约17m,仰角约50°。临近中午时,在主拱板上作业的工人,将跨中的横系梁两端打断后,用起重机将其吊上岸边。

8月12日下午上班后,先将西侧靠近跨中的第一根横系梁两端打断后,用起重机将其吊上岸边,再对西侧剩余主拱板靠近跨中的第一档南半部进行分割,其间用钢丝绳将该部拱板系好,用起重机将其稳住并待吊,此时汽车起重机的起重臂长约14m,仰角约60°。当工人正在切割该部拱板南侧的钢筋时,突然,主拱垮塌,主拱的东半部连同其上的一孔腹拱先倒塌,西半部连同其上的腹拱及汽车起重机稍慢向河里倒塌。在两侧主拱板上作业的工人大多被倒塌的腹拱和汽车起重机砸死砸伤。

四、事故现场勘察情况

1.桥主拱垮塌后,主拱的中部落入河水中,两端部落在河床上,主拱端部与拱脚的连接处断裂,其上部连接钢筋呈明显的拉断状。

2.桥东西两端的主拱板上,分别散落着腹拱圈和拱上立柱。拱上立柱由五条腿与拱形横梁组成,部分腿已断裂分离。

3.汽车起重机的起重臂插入河中,车尾支在主拱板上,车身悬在半空中,底盘腹部轮胎朝向西上方。

4.汽车起重机为徐州重型机械厂生产的“海虹”牌QY25A型汽车起重机,最大额定总起重量为25t。在起重臂长17m,仰角50°时的额定起重量约6t;在起重臂长14m,仰角60°时的额定起重量约12.5t。

5.桥西侧路北河岸边放着两块切割后的主拱板,约3m×3m的正方形。

五、技术分析及结论

1.汽车起重机作业时的自身稳定性分析

事发前,吊车已挂好钩待吊桥主拱板自跨中向西第3档南侧一块,此时吊车的起重臂长14m,仰角60°,其额定起重量约12.5t。由于待吊的这块主拱板尚未全部切割完,吊装索具栓挂好,用起重机将其稳住并待吊,起重机吊钩的初拉力远小于此工况下起重机的额定载荷12.5t,起重机处于稳定状态,不会自己倾覆。

2.施工过程中桥主拱的受力分析

(1)原桥体系及承载特点

这种双曲拱桥依靠主拱肋和主拱板共同承受荷载。两条主拱肋由横系梁连接形成双肋体系,并与主拱板整浇形成整体主拱结构。桥梁自重和桥上车辆荷载均由主拱结构承担,其中桥上荷载主要通过腹拱和拱上立柱传至主拱结构。

(2)拆桥过程中结构体系和承载机理的变化

根据拆桥实施方法和对施工人员及事故现场的调查,沧波门双曲拱桥拆解过程中其结构体系和承载机理发生如下几个阶段的变化:

1)拆除桥面铺装(靠两端桥台第一孔腹拱除外)、栏杆和部分腹拱与立柱时,这一阶段承载结构体系并未发生变化,只是桥上恒载有所减少;

2)拆除跨中部分主拱板时。这一阶段承载结构体系发生重大变化,仅双肋主拱体系承受全部荷载,主拱板不再是承载结构的一部分,而变成是荷载的一部分。

3)继续拆除主拱板,拆除跨中及相邻横系梁时。这一阶段承载结构体系发生根本性的变化,由于拆除中间两根横系梁,破坏了两主拱肋间的联系,削弱了两主拱肋协同承载的能力,并使两主拱肋各自的长细比λ增加约3倍,其承载能力大大降低,极易发生结构整体失稳。

3.桥主拱垮塌的原因及其演变过程分析

拆桥的最后阶段,拆除跨中及其西侧相邻横系梁,使主拱中部约9m长的主拱肋的稳定性和承载能力极大地降低,在主拱自重、两端剩余腹拱自重和起重机后支腿压力的共同作用下,使主拱中部约9m长的主拱肋趋于临界稳定状态,在桥面施工的冲击载荷作用下,主拱中部主拱肋发生失稳破坏,致使主拱垮塌。

主拱垮塌时,其东半部在自重的作用下首先向河中倒塌。因汽车起重机的重心在岸上,且吊住正在切割的主拱板,西半部主拱连同其上的腹拱受到汽车起重机平衡力矩作用,但因平衡力矩不足以克服西半部主拱连同其上的腹拱自重产生的向下倾覆力矩,故使西半部主拱连同其上的腹拱及汽车起重机随后向河里倒塌。

4.结论

(1)汽车起重机工作时处于稳定状态。汽车起重机倾覆是由于主拱垮塌时,西半部主拱及其上的腹拱自重载荷产生的倾覆力矩大于起重机的稳定力矩造成的。

(2)拆除跨中及其西侧相邻横系梁,使主拱中部约9m长的拱肋的稳定性极大地降低,导致主拱中部两条拱肋发生失稳破坏是该桥主拱垮塌的直接原因。

(3)实际施工方法存在严重缺陷,特别是在未将主拱板拆完之前先拆横系梁是造成该起事故的主要技术原因。在拆除主拱板时保留东西桥端各一孔腹拱,以及汽车起重机停在西端腹拱上作业,也是造成该起事故的技术原因之一。

以上结论系由省政府委托市政府组织的专家组实地勘察并分析得出的分析结论。

六、教训及建议

近几年来,由于城镇发展、道路建设的关系,很多旧桥正在进行或面临拆除工作。由于拆旧桥的施工方法不当,发生了多起拆桥垮塌事故。就在沧波门桥拆桥事故后不久,同样在尧化门铁路上方的一座拱桥,拆除过程中发生同类事故,造成京沪铁路下行线停运数小时、人员伤亡的重大事故。因此,建议有关主管部门必须引起高度重视,强制性规范旧桥拆除及废旧建构筑物拆除工作的管理和施工方法。

4 1350t吊车倾覆重大事故

[案例名称]

1350t履带吊车倾覆重大事故

[事故概况]

某年5月20日,广西钦州石化项目施工现场发生一起大型履带吊车倾覆事故,1350t履带吊车在空载变工况情况时,履带板前部地基突然下陷,整车前倾,杆头触地,配重撞坏机身的重大设备事故

[事故经过]

5月20日上午,广西钦州石化项目施工现场,1350t履带吊车塔况带超起在完成吊装作业后移场拆除桅杆准备时,在初趴杆时,履带板前部路基板下地基突然下陷,超起配重向前摆动,主车配重晃动散落掉下,超起配重同时也晃动散落掉下。造成1350t履带吊车整车前倾,杆头触地,主杆和副杆部分损坏,配重撞坏机身的重大设备事故,见图1。

图1 1350t履带吊车倾覆重大事故

 

[专家点评]

1.承载地基方面问题

地基处理不好,没有按照最大承载地基设计处理,加上近期大雨,造成履带前部受力过大,地基塌陷;

2.承载路基板敷设问题

路基板是顺履带板方向铺的,没有横向敷设,承压面积太小,达不到最大受力状态的压强需要;

3.指挥操作方面问题

指挥和操作可能有误,没有按照标准规定的顺序趴杆、拆杆。是否趴杆太远、配重选择有误;

4.吊车自身方面问题

主车配重和超起配重的配重块相互间固定不牢,是否有设计和选购配置问题,如超起与主车刚性连接;

5.管理方面问题

安全技术监督管理存在问题,方案措施审查和现场监督是否到位。

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