关于塔式起重机小车发生脱落的技术分析

摘要：塔式起重机是建筑工地中最常见的吊运工具，同时也是建筑工地上最危险的设备之一。本文首先对塔式起重机小车发生脱落事故进行了技术分析，然后针对各种原因提出了相应的预防措施，最后用一个典型的真实案例来说明安全的、规范的操作可以有效避免小车脱落事故的发生。

关键词：塔式起重机；小车脱落；断绳；技术分析；违规操作

中图分类号：U471.15

1 引言

近年来，城市建设飞速发展，高层建筑遍地开花，各种大型建筑机械在建筑工地上的使用频率也在不断增加。塔式起重机（以下简称“塔机”）作为一种典型的大型施工机械，在建筑工程中得到了普遍应用。但是，由塔机所引发的安全事故也在频繁发生，而且事故的危害性极大，对社会造成了严重的不良影响。据有关数据统计，2010年1～9月，全国共发生建筑生产安全事故412起、死亡人数513人，其中塔机事故（如塔机小车脱落）占7.77%。

2 事故原因分析

据相关部门统计（见表1），近年来发生的60起典型塔机事故，主要是由操作人员违章操作、塔机设计缺陷以及使用保养不当这三个方面的因素所造成的。下面，将对这些事故原因进行详细的分析和阐述。

表160起典型塔机事故统计分析

序号 事故直接原因 数量（起） 频率（%）

1 ①操作人员无证上岗；②附着不规范；

③安全技术方案错误；④塔机超负荷使用

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2 ①制造工艺缺陷

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3 ①用于连接的螺栓发生松动；②销轴脱落；

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1、附着不当。比如：附着点以上的塔机起升高度超出了说明书中的基本要求，或是在没有经过计算和设计的情况下就随意加大附着间距等。

2、塔机的设计、制造缺陷。当前，市场竞争激烈，制造塔机的企业众多。一些制造商为了节约成本，提升利润，在制作过程中偷工减料，使得产品先天不足，导致事故和故障频繁发生。主要包括以下一些制造缺陷：塔机小车稳定性不足、臂架质量不达标、塔身钢度或强度不足、存在夹渣和裂纹、设备出厂时缺少零部件、使用劣质钢材作为原材料等。

3、超负荷使用。有些塔机操作人员自身素质不高，理想化地认为塔机有一定的保险系数，轻微的超载不会产生任何影响，因而多次不断地让塔机在超载的情况下进行运作，使得塔机在起升时超过了额定起重力矩。长此以往，塔机超载的次数过多，会造成力矩限制器受到损坏。如果此时没有对塔机进行调整或校核，就有可能会出现力矩限位失灵。当操作人员在夜晚进行高空作业时，钢丝绳很容易因力矩限制器失灵而挂住一些不明物体或建筑物，使得塔机小车瞬间卸载，最终导致危险事故的发生。

4、基础不符合。主要包含以下几点内容：

第一，操作人员没有按照说明书上的要求对地基承载能力进行测试，造成塔机小车倾覆或脱落。

第二，因地脚螺栓的材质问题，导致地脚螺栓与基础钢筋的焊接部位发生脆断。

第三，某些自制的地脚螺栓断裂，引发塔机小车倾覆。

3 小车发生脱落的技术分析

3.1 违章操作

1、违规穿绳、绕绳。塔机在使用之前的穿绳、绕绳方式对塔机的正常运行具有至关重要的作用。如果小车的变幅钢丝绳与起重钢丝绳间出现非正常的摩擦现象，将极易导致小车发生脱落事故。通常情况下，摩擦发生的原因主要有以下三点：①两绳的松紧度没有调整适当；②变幅钢丝绳与起重钢丝绳两者的距离过近；③变幅钢丝绳与起重钢丝绳在穿绳时，有相互缠绕现象出现。

2、未安装安全装置或安装不当。大部分的施工人员都没有在塔机上安装必要的安全装置，极易导致危险事故（如小车脱落）的发生。塔机上的安全装置主要包括回转限位器、重量限制器和力矩限制器。其中，回转限位器能够使得塔机的回转部分在最大回转半径时停住，从而防止小车脱落事故的发生。

3.2 塔机疲劳或使用、保养不当

1、销轴脱落。操作人员如果没有安装开口销或是在安装时使用铁丝代替，亦或是在没有安装压板的情况下就将销轴进行焊接，很容易造成销轴在强烈的震动冲击作用下出现开焊的现象，甚至有可能出现销轴脱落等更加严重的问题，导致塔机小车在运作时发生脱落。

2、连接螺栓松动。根据JG/T5057.40-1995建筑机械与设备高强度紧固件的标准:高强螺栓、螺母，在第一次使用之后须拆卸下来，并且只能再使用一次。拆卸下来的螺栓、螺母不能有任何损伤、变形、滑牙、缺牙、锈蚀、螺纹粗糙度变化较大等现象。因此，操作人员在日常的使用过程中需要注意对高强度紧固件的检查和保养，并且定期对其进行必要的更换。

4 预防措施

4.1 启用断绳保护装置

根据GBS144一94《塔式起重机安全规程》的规定和要求，小车变幅的起重机，应设小车断绳保护装置，这是保证塔机安全工作的必备条件。如图1所示，这个断绳保护装置包括小车前后两端用于防止“溜坡”的摆杆（1）、臂架下弦杆（3）以及臂架腹杆（4），在穿绕牵引钢丝绳（2）时，应将钢丝绳从摆杆外端的铁环中穿过。工作原理: 小车上设有牵引钢丝绳的张紧棘轮（6）,当牵引绳穿过摆杆的铁环时，摆杆将处于水平状态。当小车前端牵引绳断开或松驰下垂时，小车前端的摆杆会在重力作用下竖起，同时，摆杆的上端挡在臂架的腹杆上，防止小车向后“溜坡”。此装置结构简单，工作可靠，易于制造，建筑施工单位可以自己制作，从而确保塔机安全运行。

注:a)正常工作状态；b）前牵引断绳打开状态

1.摆杆；2.小车牵引绳；3.臂架下弦杆；4.臂架腹杆；5.变幅小车；6.张紧棘轮；7.小车滚轮

图1 小车断绳保护装置

4.2 遵照规定，严格施工

在拆装过程中，拆装人员必须根据有关规定和施工现场的具体环境、塔机状况等，制定出合理的、可行的拆装方案和安全技术措施，并让专业的技术负责人对方案进行审批。审批合格后，拆装人员应严格按照方案执行。

4.3 专业培训，持证上岗

按照《安全生产法》和《特种设备安全监察条例》等法律法规的相关规定（如《特种设备安全监察条例》第十四条规定:“特种设备安装应具备相应的专业技术人员、相应的生产条件、健全的质量管理制度和责任制度。”），针对塔机操作人员（包括塔机司机、信号指挥人员等）的素质问题，相关部门应该在他们进行实际操作之前对其进行专业的、严格的培训和考核，只有取得合格证书的学员才能够进行塔机操作。在操作人员不具备相应资质的情况下，管理者应严厉禁止其从事任何塔机作业。

4.4 定期检查，实施监督

针对塔机各个部位的具体情况，定期对每个部位进行检查和维护。如检查小车有无变形，吊钩限位是否准确，焊缝是否开裂，钢丝绳有无毛刺、断丝或破损等。

5 案例分析

以某建筑集团承建的乌市一住宅楼工程的塔机小车脱落事件为例。施工队新购置的TC4207型塔式起重机在运作过程中发生了小车脱落事故。在实际的运行过程中，塔机吊运了一斗重量约为1000kg的混泥土砂浆，同时进行了起升、变幅、回转等作业。当塔机从7m变幅至15m、起升高度约为9m时，吊臂刚好旋转到东南方向。此时，起重绳在吊臂前端固定处突然发生轻微断裂，在重物作用下，迅速从吊臂前端向小车方向回缩。同时，小车也在外力作用下向幅度减小的方向运动。当小车回缩到9m时，有绳端固定绳卡的绳头回缩到小车架与小车导向滑轮间卡死。这时，起重绳斜拉小车架，造成小车滚轮与吊臂右侧斜撑杆根部卡死，使急速下降的吊物瞬时停止。同时，吊物产生的强大冲击载荷造成起重绳第二次被拉断，并且小车架右前滚轮支架被折断，吊臂析架斜撑杆也被卡断，最终造成小车架、吊钩、吊物和起重绳落地。

经过现场勘查与核实，技术人员发现，塔机的起重绳绳头和绳端的固定绳卡都有明显的磨损痕迹。因为小车变幅钢丝绳布置在其右侧，距离较近，所以变幅时两者极有可能发生摩擦。经对绳卡磨痕的测量，有¢6mm钢丝绳磨损痕迹，而变幅钢丝绳直径正是¢6mm。因而可以判定，是起重绳绳端与绳卡被变幅钢丝绳磨损后，造成起重绳的破断拉力降低，吊重时在磨损处被拉断。

6 结束语

塔机小车的操作是专业性极强、危险性极高的工作，需要操作人员持证上岗，并且严格按照法律规定和说明书的要求进行操作。因而，各安装单位和施工单位都必须严格采用正确额的穿绳方法，以确保安全生产真正的落到实处，进而避免此类事故再次发生。

参考文献

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[6] 李瑞云,秦晓燕.塔式起重机常见事故分析与预防[J].建筑与发展.2009.(8).

作者简介：朱迅（1983-）男，广东河源紫金人，团员，大学本科毕业，研究方向：建筑机械

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。