當(dāng)前建筑市場競爭異常激烈,為降低施工成本、追求最大經(jīng)濟(jì)效益,有些工程項(xiàng)目往往使用一些殘舊或缺少技術(shù)資料的建筑機(jī)械,給安全生產(chǎn)管理增加了很多困難。以下就是一起塔式起重機(jī)未按隨機(jī)使用說明書安裝使用而引發(fā)事故的典型例證。
1事故過程
我公司承接的某工程地上30層、樓高95m、建筑面積32000m2,使用由發(fā)展商提供的一臺QTZ125(ZX6016)塔式起重機(jī)。該塔機(jī)無隨機(jī)使用說明書,采用預(yù)埋16-M36螺栓拉緊、塔機(jī)底座無壓重的安裝方式,交付使用時,塔機(jī)實(shí)際安裝高度25m、吊臂長42m、臂端吊重2.9t。
由于底座無壓重,塔機(jī)提前在塔高26m處做第一道附著裝置。項(xiàng)目部根據(jù)JL6018塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)附著裝置尺寸,自行設(shè)計(jì)制造安裝塔機(jī)超長附著裝置,見圖1。建筑物與塔機(jī)中心距為9.3m、兩組撐桿附墻間距8m、加長附著桿最長11m,附著后塔機(jī)爬升到44m。使用第10天附墻支座8-16mm預(yù)埋鋼筋出現(xiàn)了斷裂,一組附著撐桿從附墻建筑物的柱上掉落到8層樓面,險些造成塔機(jī)倒塌的重大事故。
事故發(fā)生以后,項(xiàng)目部又在塔高35m處安裝相同尺寸的第二道附著裝置,改用6-20mm鋼筋附墻預(yù)埋件,完成附著后塔機(jī)爬升到50m。在安裝單位自檢驗(yàn)收時,附著撐桿上M64調(diào)距螺栓的轉(zhuǎn)動插孔又發(fā)生開裂,格構(gòu)式附著撐桿部分弦桿角鋼因?yàn)槭軌鹤冃尾荒苁褂?,此時工地才停工報(bào)告等候處理。
2事故分析
1)附著撐桿的附墻角度過大由于現(xiàn)場條件
限制及塔機(jī)安裝位置考慮不周使撐桿的附墻角度過大(70°以上),造成附著撐桿承受的軸向拉壓應(yīng)力過大,當(dāng)受到由塔機(jī)平衡臂和起重臂產(chǎn)生的不平衡力矩、動載荷、風(fēng)載荷和回轉(zhuǎn)慣性力等組成的外載荷時,交變拉壓應(yīng)力使整套附著裝置中最薄弱部位的作用失效。
2)超長附著撐桿的剛度不夠4支8~11m長的格構(gòu)式細(xì)長內(nèi)外附著撐桿,其300mm×300mm的截面偏小、剛度不夠、穩(wěn)定性差。
3)雙耳單孔支座的受力不均雙耳單孔支座在內(nèi)外撐桿的作用下受力不均衡,則對預(yù)埋鋼筋產(chǎn)生的循環(huán)應(yīng)力不對稱,增大了預(yù)埋件受到水平剪切應(yīng)力的沖擊頻率。
4)預(yù)埋件材料選用不當(dāng)預(yù)埋件選用16mm鋼筋穿附墻支座底板孔90°彎頭焊接,使20MnSi鋼的韌性降低、脆性增加,易發(fā)生過量塑性變形?,F(xiàn)場查測鋼筋的斷口顯示,預(yù)埋鋼筋在交變拉壓應(yīng)力和水平剪切應(yīng)力的作用下產(chǎn)生過載、疲勞現(xiàn)象,高周(高循環(huán))情況下冷脆致斷。
5)螺栓材料未處理用45#鋼機(jī)制的重要螺栓必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,以消除機(jī)械加工產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和改善螺桿的綜合機(jī)械性能。附著撐桿M64調(diào)距螺栓轉(zhuǎn)動插孔發(fā)生開裂是因?yàn)?5#鋼未調(diào)質(zhì)就使用造成的。
3事故處理
首先由安裝單位編制塔機(jī)超長附著安裝技術(shù)方案,內(nèi)容包括處理措施和附著安排等。
3.1處理措施
根據(jù)以上事故分析,附墻板的受力按8-16mm預(yù)埋鋼筋斷裂時的拉斷力校核。
1)確定用┕75×8角鋼做弦桿、┕40×4角鋼做腹桿,制作400mm×400mm截面的附著撐桿;根據(jù)附著桿角度>70°,驗(yàn)算附著桿的剛度及穩(wěn)定性應(yīng)滿足塔機(jī)工作及非工作狀態(tài)下的最大荷載。
2)撐桿附墻改為單耳雙孔支座和10-M24地腳螺栓附墻預(yù)埋件。
3)將45#鋼制作的附著撐桿M64調(diào)距螺栓改為M72,并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,同時取消轉(zhuǎn)動插孔。
3.2附著安排
塔高32m處安裝第一道附著裝置,同時拆除原來兩道失效的附著裝置,塔高50m處做第二道附著,68m處作第三道附著,86m處作第四道附著。塔機(jī)總高度107m,附著裝置以上獨(dú)立高度21m,滿足施工要求。
4結(jié)論
綜上所述,塔機(jī)超長附著時除要備有使用說明書等技術(shù)資料外,必須由具備安裝資質(zhì)的單位負(fù)責(zé)安裝并制訂安全技術(shù)方案,附著安裝爬升后塔機(jī)必須經(jīng)過驗(yàn)收后方可使用。沒有落實(shí)這些工作是此次事故的根本原因;超長附著裝置附墻預(yù)埋件在受到交變拉壓應(yīng)力及水平剪切應(yīng)力的高循環(huán)沖擊下,發(fā)生過量塑性變形,由疲勞而造成破斷,是此次事故的直接原因。
同時,塔機(jī)超長附著裝置的設(shè)計(jì)還要充分考慮到附著桿的附墻角度盡量接近45°,驗(yàn)算附著桿的剛度及穩(wěn)定性應(yīng)滿足塔機(jī)工作及非工作狀態(tài)下的最大荷載,選用合適材料及制造工藝等綜合因素。