劉錦華

(寧德市建設安全監(jiān)察站 福建寧德 352100)

引 言

塔式起重機在建筑行業(yè)中大量使用，減輕了工人勞動強度、提高了效率，但近年來各類塔式起重機安全事故屢見不鮮，施工現場的倒塔、折臂等重大事故屢屢在各地發(fā)生 ，而南方沿海地區(qū)多雨、多海風臺風、空氣鹽堿含量高、多軟基的特點，也對塔機安全使用，特別是塔機鋼結構穩(wěn)定有所影響，本文將淺析沿海地區(qū)塔機鋼結構破壞的原因以及采取的對策。

福州某工地1臺40m高的TC5610型塔式起重機標準節(jié)主弦桿鋼結構斷裂，造成塔機整體倒塌，1名工人受重傷。事故調查發(fā)現，該塔機出廠5年，斷裂主弦桿銹蝕明顯，塔身鋼結構也有大面積銹痕，目測銹蝕等級達C級，只不過平常被一層面漆蓋住沒有及時發(fā)現，實際上受力截面已經變小承載力降低;長期的超負荷使用，塔機鋼結構疲勞破損進一步降低了結構承載力，在事故發(fā)生時正超載起吊，引發(fā)結構薄弱處斷裂發(fā)生事故。

1 沿海地區(qū)塔機鋼結構的破壞形式及原因分析

鋼結構破壞主要有強度破壞、失穩(wěn)破壞、疲勞破壞、脆性斷裂破壞等，表現為銹蝕、變形彎曲、焊縫開裂、母材斷裂等，破壞鋼結構的局部穩(wěn)定性，直至最終引發(fā)事故。

1.1 表面銹蝕

沿海地區(qū)，其主要有兩個特點:

⑴常年海風較大，在沿海地區(qū)50年一遇基本風壓可以達到0.6kN/㎡，而且經常會受臺風影響，相較內陸塔機鋼結構承受的風載更大;

⑵海風中含有鹽堿且濕度較大，當防銹層破壞后塔機鋼結構的銹蝕速度遠遠超過內陸地區(qū);再加上塔機安裝、運輸、使用過程中的刮擦、碰撞對防銹涂層的破壞和防銹層本身自然老化、脫落，就會使鋼結構表面失去保護，產生局部銹蝕氧化，從而降低鋼結構強度。如果此時維護保養(yǎng)工作跟不上，在外界條件和材料本身的電化腐蝕的共同作用下使銹蝕大大加速發(fā)展。

需要指出的是在諸多情形中尤其應該注意塔機基礎銹蝕，塔機在沒有附著錨固之前，整個塔式起重機的受力都在基礎上，如果此時基礎存在長期積水現象，則很容易發(fā)生銹蝕現象，這樣一來重大隱患則隨之產生。

1.2 變形

變形包括局部彎曲變形、扭曲和偏心。

沿海地區(qū)除碰撞、敲打、超荷載等變形原因，還有因軟基處理不當而引起的基礎受力不均勻，造成鋼機構整體彎曲、扭曲和偏心等，如不及時整改，長時間的局部應力集中會引起相應結構件的永久變形;因長時間使用錘擊、銹蝕等引起爬爪和橫梁變形，塔式起重機頂升加節(jié)作業(yè)時，爬爪卡不到位，可能出現單爪承受塔式起重機上部結構重量情況，使頂部結構失去平衡乃至重心偏移較大，爬升架的導輪對標準節(jié)主弦桿的壓力太大，使塔身主弦桿發(fā)生彎曲變形。如果頂空上部整體下落，下落沖擊引起鋼結構損壞變形，嚴重時導致塔式起重機傾覆及安全傷亡事故，2010年在某市曾經就發(fā)生過這樣的事故。

1.3 裂紋及斷裂

一臺塔機在交變載荷的作用下，鋼結構微觀裂紋會持續(xù)擴展、產生裂紋直至瞬時斷裂，這個破壞的過程比較長，是一個量變引發(fā)質變的過程，還有因不斷的上油漆掩蓋了銹蝕痕跡，具有較強隱蔽性不易察覺。

如果發(fā)現裂紋不及時修復，使塔式起重機長期在帶病狀態(tài)下工作，最終就會導致鋼結構的斷裂;裂紋主要產生在焊接部位及應力集中的地方，如塔身下部、下支座、回轉塔身、塔頂聯接耳板，標準節(jié)爬爪等，通常在復合受力最大處。

(1)塔式起重機長期在超負荷狀態(tài)下工作先是使鋼結構發(fā)生輕微變形，繼而產生永久性疲勞破壞，最終導致事故發(fā)生。人為使安全裝置失效或拆除安全保護裝置，運轉時啟動或制動過猛、越級換速、突然反車作緊急制動，都會使塔式起重機鋼結構沖擊力增大，此外，沿海地區(qū)風力較大且多陣風，吹動吊物和塔身，引起突變荷載，雖然規(guī)范規(guī)定風力達6級以上，禁止塔機作業(yè)，但是實際工作中很難把握。

(2)沿海地區(qū)多軟基，塔機作業(yè)時其傾翻力矩會引起不堅實的塔式起重機基礎下沉，產生沖擊載荷而造成塔式起重機整體傾翻或折臂。

2 沿海地區(qū)塔式起重機鋼結構破壞預防和對策

2.1 對沿海臺風的防御措施

我國東部沿海地區(qū)每年6－9月多受臺風影響，臺風登陸時風力一般12級左右，最大17級，臺風一般帶來大量降雨，過程雨量常達300mm以上。經常有因臺風而受損或者倒塌的塔機安全事故發(fā)生。風荷載是塔機非工作狀態(tài)下不穩(wěn)定的主要因素，沿海地區(qū)使用的塔機必須考慮防臺措施。

(1)使用單位要組織制定塔機防臺預案，充分考慮各種狀態(tài)，按政府部門發(fā)布的臺風預警信息，適時啟動預案。

(2)臺風來臨前應停止作業(yè)，拆除塔機上廣告牌，把吊鉤收回，松開回轉限位和制動，讓吊臂處于自由回轉狀態(tài)，以減小塔機迎風面，減小風載，還要對塔機附著進行加固。

(3)臺風來臨前，應做好整個施工場區(qū)的排水措施，特別是對塔機基礎有影響的范圍，更不能有長時間大量積水，確保塔機基礎安全。

2.2 對于銹蝕現象的措施

中國幅員遼闊，東西或南北距離均在5000km以上，不同的地區(qū)自然條件也有較大的差異，塔機工作的環(huán)境也大不相同，作為塔機的設計生產單位應該不同區(qū)域使用塔機進行適當的設計優(yōu)化，比如高寒地區(qū)使用塔機要抗低溫，沿海地區(qū)要增加抗銹蝕因素等，使用和維保更要結合沿海地區(qū)特點，認真落實防銹要求。

(1)在沿海地區(qū)使用的塔機要采用更好的防銹技術和材料，可以采用比較成熟的噴砂拋沙除銹、電泳鍍膜和耐候性、耐酸堿鹽好和附著力強的防腐防銹涂料等，能抵抗海風的鹽堿腐蝕;在生產的過程中要嚴格按照工藝的要求進行控制。

(2)定期做好保養(yǎng)工作，在安裝、運輸、使用的過程中防止刮擦、碰撞，安裝使用過程中有發(fā)現防銹涂層脫落要及時補刷，補刷前要對母材表面進行處理，達到除銹等級sa2級以上;在使用的過程中切實將檢查、保養(yǎng)工作落到實處，特別要防止塔機基礎積水。

2.3 對于變形彎曲、裂紋斷裂的防范措施

2.3.1 設計制造單位

設計制造單位在設計制造的過程中，要充分考慮沿海地區(qū)風載和防銹因素，設計制造銷售沿海專用機型，通用產品要在產品使用說明書中詳細說明如在沿海地區(qū)使用應采取措施，注意事項等。同時制造過程應該嚴格執(zhí)行質量檢驗制度，防止不合格或存在質量隱患的產品投入使用。

2.3.2 塔機租賃、安裝、維護、保養(yǎng)單位(建機一體化單位)

按照要求，建機一體化企業(yè)對建筑起重機械的安全可靠性負責。

(1)建機一體化單位要建立健全各項工作制度，組建責任心強，技術精湛的安裝、維保隊伍，企業(yè)技術人員要帶隊做好指導和驗收工作，并做好各項工作記錄，完善臺賬。

(2)塔機安裝前，建機一體化單位應認真組織維保，對所有鋼結構及焊縫進行認真檢查、鑒定，對銹蝕部位要認真除銹上防銹漆，對安全保險裝置要檢查更換，對鋼結構變形處要進行修復或更換后，確保整機狀態(tài)良好方可進場安裝，安裝完畢逐項自檢，然后委托檢驗檢測;

(3)在塔機使用的過程中定期對鋼結構焊縫及連接部位進行檢查，發(fā)現隱患及時處理;

(4)使用過程中加強安全裝置的檢查，確保各個安全裝置正常、有效;

(5)對關鍵部位的鋼結構修補原則上由塔機生產單位進行，或者選擇其它具有同等資質的單位進行修復，修復完成后進行檢驗檢測，確保修復處強度滿足使用要求，如無法滿足則應立即報廢處理。

非關鍵部位的鋼結構如果發(fā)現彎曲、變形、開裂應采用正確的方法進行校正，因為鋼結構塑性變形后修復后其強度有所下降，所以對于主要受力桿件嚴禁隨意修復。

2.3.3 總承包單位、塔機使用單位及監(jiān)理單位

總承包單位應指定專職安全生產管理人員監(jiān)督檢查建筑起重機械安裝、拆卸、使用情況，使用單位應對建筑起重機械使用情況應進行現場監(jiān)督檢查，監(jiān)理單位應落實安全監(jiān)理責任，監(jiān)督建機一體化企業(yè)執(zhí)行建筑起重機械安裝、拆卸工程專項施工方案以及使用單位使用建筑起重機械的情況，發(fā)現存在生產安全事故隱患的應當要求限期整改，對拒不整改的應及時報告。

(1)塔機使用單位應建立嚴格的操作規(guī)章制度，尤其是對操作人員應嚴格執(zhí)行塔機安全操作規(guī)程，禁止違章指揮、違章操作。

(2)各單位在塔機使用的過程中加強檢查、監(jiān)督，對塔機的安裝、頂升等關鍵環(huán)節(jié)進行驗收，確保安裝質量;

(3)在塔機選型、定位時充分考慮塔機的參數，在選型上防止出現小馬拉大車的情況，結合防臺風要求制定并落實好群塔作業(yè)方案，控制塔機作業(yè)半徑內無障礙物;

(4)選擇實力、管理能力較強的建機一體化單位，選擇機況較好的塔機。

3 結束語

為了確保塔機鋼結構安全，我們要在實際工作中不斷積累經驗，掌握判斷沿海地區(qū)塔機在使用中出現的鋼結構問題和隱患的處理方法，找出原因并加以分析，及時采取措施，避免事故發(fā)生。

［1］范俊祥主編.塔式起重機［M］.北京:中國建材工業(yè)出版，2004.

［2］河南省第一建設集團第七建筑工程有限公司等編.建筑鋼結構防腐蝕技術規(guī)程［M］.鄭州:鄭州大學出版社，2010.

［3］中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局等編.塔式起重機安全規(guī)程［M］.北京:中國標準出版社，2006.