■长沙中联重工科技发展股份有限公司 孙在鲁/SUN zailu
近几年，我参加了国内一些塔机事故的调查分析。在调查中，我深感很多事故本来是可以避免的,但是,由于当事人认识不足，不于重视，或是只凭自己的感性认识,不顾其效果去做本不该做的事，最后用惨重的事故损失来换取经验教训。塔机的制造、安装、使用和维护,本已有许多标准、文件和技术资料做了规定，为什么有些问题一直得不到重视和贯彻执行呢？主要原因是有关人员对塔机事故的破坏机理认识不足，对容易导致事故的主要原因抓不住。有些地方，出了事故，不去认真找原因，不找专业人员来帮助做调查分析，而是请金相分析人员切取一段型材,做一个金相分析报告，就轻易给人家下结论，这是很不负责任的。这无助于公正处理事故、吸取教训、减少安全事故。所以在这里,我想再一次强调：提高理性认识,消除安全隐患，是减少安全事故的重要举措。下面，我想分几方面来谈谈自己的体会：
1 塔式起重机结构破坏的主要形式
一提到结构破坏，不少人脑子里想到的只是断裂，马上想到是材料不合格。的确,断裂是一种破坏形式，但不是唯一的破坏形式。而且,对塔机来说，不是最主要的破坏形式。当一台塔机倒下来后,看到的是一堆杂乱的结构件，有的杆件断裂，有的杆件折弯，这时，你怎么去分辨到底是什么原因引起塔机如此破坏呢？这里就包含很多的理性知识，不是凭直观感觉可以判断出来的。我们知道：杆件破坏总得由应力超值引起，而应力分宏观应力、微观应力、拉应力和压应力，不同的应力，作用效果是不一样的，必需认真区分。当分析事故的原因时，首先要考虑的是最有可能引起超值的是什么应力，再看现场留下的破坏迹象，是否与该应力超值应产生的效果相符合。只有相符了，才能认定事故原因。如不相符，就必考虑是别的应力超值。这个分析过程是很细致、很复杂的科学探讨过程，不是凭感觉可以做得出的。
塔机主要是桁架结构，其主要破坏形式有断裂和局部失稳。断裂破坏又分为宏观拉应力拉断、焊缝撕裂和局部应力集中引起的疲劳断裂。对于塑性材料，宏观拉应力断裂要经过塑性流动阶段，断口不齐，有斜滑面；而疲劳破坏，断口较平齐，有脆性断裂的表现，而且往往有断裂面逐步延伸的特征。做事故分析时一定要注意查看这些特征。当然,事故现场可能各种破坏形式都有，到底什么才是引发破坏的主要原因，这就必需进行结构受力分析和承载能力分析。
2 塔式起重机结构受力分析
前面说过，塔机的结构破坏，宏观拉应力破坏不是主要因素。要理解这句话,我们就首先有必要对塔式起重机主要结构部件做出大概的受力分析。
2.1 底架和塔身
一台塔机，不管其受力怎么复杂，但对底架和塔身来说，其上部的载荷都可简化为一个正压力和一个弯矩，正如插图1所示。正压力使塔身的4根主弦均匀受压；而弯矩要靠主弦杆有拉有压来平衡。如在对角线平面内起吊,则标准节受力如图2所示,靠臂架一方主弦受压，靠平衡臂一方主弦受拉。也就是1号主弦受压,3号主弦受拉。正压力和弯矩组合后，1号主弦的压力是相加的,所以压力值就特别大,也最危险；3号主弦的拉力要减去原来的均压力,所以其拉力值要小于1号主弦的压力的绝对值，就没那么危险。所以塔机设计人员最关心的是主弦杆压力。而一般人员常常以为拉断才是最危险的，这是一种直观错觉。他们不了解受压的危险性。
2.2 塔顶的受力分析
塔顶的受力主要来自平衡臂拉杆和起重臂拉杆。正如图3所示。可以看出: 平衡臂拉杆和起重臂拉杆的合力，对塔顶也构成一个正压力和一个弯矩。所以塔顶的受力与塔身类似，也是压弯联合作用，它的主弦杆受力状态，也是压力大于拉力。
2.3 起重臂的受力
起重臂的受力比较复杂，它与拉杆布置以及起吊位置有关。图4是一个双拉杆的起重臂受力分析简图。从图中可以看出：吊臂拉杆和小车牵引绳的水平分力，对吊臂构成一个压力，而吊臂自重和起吊载荷，使臂架产生铅直平面内弯矩，风力和回转惯性载荷,使吊臂产生水平侧向弯矩。这些内力组合，使起重臂仍然是处于压弯联合作用状态。毫无疑问，吊臂主弦的压力往往也是大于拉力。
从以上分析可知，塔机的主要结构部件，其杆件所受的最大内力，往往都是压力大于拉力，所以要高度注意宏观压应力对安全的威慑。
3 结构杆件的承载能力
受拉杆件，它的破坏形式可以是塑性伸长、拉断、或者疲劳开裂。对拉伸破坏大家都好理解，不用多说。然而，受压杆件的破坏形式是什么呢？有的人就不那么清楚了。那就是局部失稳,或者说局部屈曲。
其实杆件局部失稳比拉断要危险得多！那到底什么是局部失稳呢？我们知道,拿一根细长杆，上面加压力,当压力不大时，杆子是直的，当压力一步步增加，突然，杆子会变弯，而且会丧失原有的承载能力，这就是局部失稳。产生由直变弯的这个压力就叫临界压力。临界压力的大小主要取决于杆件的长细比，与微观结构关系不大。杆件失稳，或者说屈曲，是突发性的，没有声响，不容易察觉，但一旦失稳就会降低或者丧失承载能力，所以危险性很大。在结构力学上临界压力是可以计算的。对于两端铰支的杆件，其临界压力
