鄒石橋

（湖南省特種設備檢驗檢測研究院，湖南 長沙 410117）

引言

塔式起重機是動臂裝在高聳塔身上部的旋轉起重機。工作范圍大，主要用于多層和高層建筑施工中材料的垂直運輸和構件安裝。由金屬結構，工作機構和電氣系統(tǒng)三部分組成。近年來，隨著城市建設的快速發(fā)展和高層建筑物的增加，塔式起重機的使用越來越普遍。

本文通過現(xiàn)場勘查、化學成分分析、金相組織分析和力學分析性對塔式起重機傾翻墜落事故原因進行分析。

1 塔式起重機系統(tǒng)基本情況

塔式起重機系統(tǒng)由金屬結構，工作機構和電氣系統(tǒng)三部分組成及其附件等三部分組成。

1.1 塔式起重機技術參數(shù)

圖1 塔式起重機系統(tǒng)示意圖

表1 主要技術參數(shù)（QTZ63B）

1.2 起重特性表及起重特性曲線

R 2.5～14.5 15 17 20 23 26.3 27 29 32 35 38 41 44 50 α=2 3.00 2.92 2.69 2.38 2.13 1.92 1.74 1.58 1.33 α=4 6.00 5.79 5.01 4.15 3.52 3.02 2.89 2.66 2.35 2.10 1.89 1.71 1.55 1.30

2 技術鑒定

2.1 現(xiàn)場勘察

測得變幅小車事故后處在離臂前端25.26米處，吊鉤與空罐墜落時砸在備用標準節(jié)上然后落到地面，被砸中的標準節(jié)距離塔機回轉中心為7.7米（圖2、圖3）。

圖2 吊鉤墜落位置

圖3 小車位置

由于當日天氣條件惡劣，北風六級，塔機順時鐘回轉（逆北風回轉），司機一般卸完料就起升加順時鐘回轉，由于起升定滑輪輪緣缺損，造成起升鋼絲繩在起升時脫槽，起升鋼絲繩隨即被卡死，吊鉤并不會再上升；起升鋼絲繩勢必對小車起到向內牽引作用，但變幅鋼絲繩會立即限制小車不朝起升牽引方向運動，兩個拉力形成對峙，小車驅動機構機座與起重臂固定螺栓在此種受力狀況下突然出現(xiàn)破壞，導致小車卷筒和電機位移，產(chǎn)生沖擊力，使得起升鋼絲繩被切斷。由于沖擊力的慣性作用,使得小車的變幅方向朝內(朝塔機回轉中心)，吊鉤與空罐墜落慣性方向也是朝內，這就是吊鉤與空罐落在幅度為7.7米的地方,落點遠遠小于26.54米的原因。

2.2 化學成分分析

對斷裂的三個螺栓（編號：1#、2#、3#）進行化學成分分析，結果見表2。分析結果表明，所使用的材料40Cr的化學成分符合 GB3077-1999《合金結構鋼》的規(guī)定。

表2 化學成分分析結果

2.3 金相顯微組織分析

對斷裂螺栓取樣進行金相分析，其組織為回火索氏體和少量鐵素體，未見材質劣化現(xiàn)象。

圖4 金相組織 400X

2.4 力學分析

螺栓材質：40Cr，力學性能:抗拉強度δb=600MPα、沖擊值αkV=60J/cm2，截面積:S=πR2=π×10.92=373 mm2，空載時：幅度R=15.7m，單個標準節(jié)質量W=755KG=7550N（頂升加節(jié)配平要求），復原力矩M=RW=15.7×755=118530N·m（作用點在頂升油缸中心處）。

傾覆力矩:事故時小車所在幅度×吊鉤與空罐重量

M1=（0.8+26.54）×（172+200）=101700.48N·m（作用在頂升油缸中心處，172 kg為吊鉤重量、200 kg為空罐重量）。

M＞M1因此回轉塔身與回轉上支座連接螺栓前方是受拉力

P= [δb]×S =600×373=223800N，δb=P/S=223800/（373×4）=150MPα

[δb]＞δb靜態(tài)抗拉強度合格

A=[αkV]×S=60×3.73=220.38J/cm2

αkV=（3720÷4）/3.73=240.93J/cm2

αkV＞[αkV],結構受到過大沖擊，出現(xiàn)結構破壞。

3 結論

通過調查和技術鑒定，就塔式起重機傾翻墜落事故的原因，得出如下結論：

（1）直接原因

缺乏認真仔細的檢查和平時定期維護保養(yǎng)，使得設備帶故障運行，這是上部結構傾覆墜落的主要原因；

（2）間接原因

惡劣的天氣環(huán)境是事故發(fā)生的次要原因。