塔吊拆装安全要素.docx

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塔吊拆装安全要素

塔吊拆装安全要素

随着我国经济建设特别是城市建设的发展，塔式起重机的产量和拥有量不断增长，仅北京地区目前就拥有各种类型塔机约2400台。

近年来我国塔机生产企业已增加到二、三百家，高峰期年产量近万台，已经不折不扣地成为世界塔机生产第一大国。

由于生产、安装和使用单位的品质参差不齐，塔机数量的迅猛发展不可避免地会带来各种质量隐患。

我国每年均发生许多起塔机安全事故，有的造成机毁人亡，损失惨重。

在塔机安全事故中，整机拆装环节发生问题的情况屡见不鲜，占有相当大的比例。

分析这些事故可以看出:

有些塔机安装企业的质量保证体系不健全，缺乏严格的管理制度；有的塔机本身相关技术文件不完整，没有对拆装程序和要求提出详细而明确的规定。

因此加强对塔机安装企业的考核，严格审核塔机拆装所应具备的技术文件，应当纳入严格的管理制度。

本文对塔机安装企业资质的考核办法提出了建议，同时结合我国塔机行业实际情况，分析塔机拆装时的安全控制点，并提出塔机使用说明书中有关拆装内容的要求，希望引起我国塔机生产、安装使用及管理部门的关注。

另外还介绍了国外有关塔机拆装使用安全问题的一些规定和建议，以供国内同行借鉴。

1 塔机拆装安全质量保证体系

我国塔机的安装队伍呈多元化，既有专业的安装企业（包括大型塔机租赁公司），也有塔机生产企业和使用单位自行安装，甚至还有个人承包的安装队。

这些安装队伍在人员配置、技术管理、质量管理和所配备的安装工具与设备方面的条件相差很大，而塔机作为一种涉及安全的特种设备，对安全性的要求又非常严格，因此有必要制订对塔机安装企业的考核办法，以便统一要求、严格把关。

我国建设部曾在1997年下发了《塔式起重机拆装管理暂行规定》，北京市也曾印发《塔式起重机安装企业拆立塔管理规定》，根据这些规定的有关要求，塔机的安装拆卸企业应该具备以下基本条件。

1.1 人员素质

我国塔机安装队伍的人员素质普遍偏低，有的甚至使用未经正规培训的农民工进行安装作业，因此必须重视提高安装人员素质的工作，这是尽可能减少塔机拆装安全事故的前提。

（1）现场有关安装人员应具备相应的上岗资格。

包括从事塔机拆装工作三年以上的机械工程师或技师、电气工程师或技师；经过正规上岗培训的拆装工、塔机司机、信号工、电工、钳工。

（2）检验人员应能胜任拆装作业涉及的检验工作，并掌握与检测项目有关的标准条款及塔机拆装的具体检测要求；

（3）技术工人应掌握所从事作业塔机的拆装工艺规程及使用说明书中涉及拆装、顶升安全的关键环节，并了解有关的标准条款；

（4）应具有完善的职工培训考核制度，培训内容要以提高安全作业为中心，新工人上岗必须经过塔机拆装技术培训。

1.2 技术管理1.2.1 具备有关起重机的现行技术标准

与塔机安装有关的国家标准和行业标准现已比较完善，涉及的内容很多，其中与塔机拆装直接有关的主要有下列一些标准，安装人员必须了解掌握这些标准的有关条款。

GB/T9462-1999《塔式起重机技术条件》，GB5144-1994《塔式起重机安全规程》，GB6067-85《起重机械安全规程》，GB5082-85《起重吊运指挥信号》，GB5972-86《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》，JG/T100-1999《塔式起重机操作使用规程》，JG/T5082.1-1996《建筑机械与设备焊接件通用技术条件》。

1.2.2 必备技术文件

塔机有关技术文件是指导、检查安装作业的重要依据，每台塔机每次拆装时必须严格按照技术文件的要求进行作业和检查，决不能随意改动或随便采取临时措施进行拆装。

（1）塔机拆装工艺文件（每种型号塔机各一份）。

塔机拆装工艺中重点要注明作业中的安全控制点，主要包括以下几个方面:

①高强度螺栓的预紧力矩。

我国塔机的标准节连接结构绝大多数均采用套管+高强度螺栓方式，而高强度螺栓连接必须采用大预紧力，一般预紧应力应为该螺栓材料屈服强度的0.6～0.7倍。

塔机设计时均规定了高强度螺栓的预紧力矩，为了达到设计要求，作业时应采用测力扳手或专用高强度螺栓扳手，但在实际安装作业中一般都做不到这一点，因为目前还缺乏实际可用的工具。

我国大多数塔机标准节的连接套管，为了加工方便、降低成本，一般均用圆钢加工而成，套管孔中心与弦杆边缘的距离很小，现成的测力扳手无法就位。

塔机生产厂一般均不把测力扳手作为附件随机出厂，工地上通常采用大扳手加长套筒来拧紧高强度螺栓，在高空作业中很难达到预紧要求。

如10.9级Ｍ30的高强度螺栓，其预紧力约为368kN,实际使用的预紧力矩达1800N.m，即使采用1.5m长的扳手，其操作力也需1200N。

国外大中型塔机，其塔身的连接一般均采用受剪销轴方式，究其原因，大概也在于大规格高强度螺栓不能保证预紧力的缘故。

另一方面，高强度钢材对应力集中比较敏感，高强度螺栓在制造中的缺陷和使用中造成的损伤，在交变载荷作用下很容易形成疲劳裂缝，直至破坏。

笔者在塔机事故中看到多次高强度螺栓断裂情况，均属于疲劳破坏。

我国建筑机械与设备行业标准《高强度紧固件技术条件》中，要求定期检查预紧力矩防松，在第一次安装后使用100h应普遍地均匀地检查拧紧，以后每工作500h均应检查一次。

而对于重复使用的高强度螺栓，则建议再次使用一般不得超过二次，且拆下的螺栓必须无任何损伤、变形，否则就应更换。

这两个要求，我国现有塔机可能多数没有达到。

②销轴的轴向固定。

塔机构件的连接很多都采用受剪销轴连接方式，这些销轴在设计计算中主要承受剪切力。

但在实际使用中，由于各工作机构的起动、制动和吊臂正反回转等影响，经常会产生轴向移动，因此其轴向固定是一个不容忽视的问题。

我国塔机的多次事故中，均发现由于轴向固定不可靠，引起销轴脱落，造成折臂、倒塔等重大事故。

2001年2月北京某工地的1台250t·m级轨道式塔机，其底架四角由斜撑杆与塔身基础节用销轴连接，原结构在销轴一端开有横向孔，装有专用的横插销作为轴向定位。

可能在塔机拆装运输中横插销丢失，现场用一段钢筋将一端敲扁后代替横插销。

使用中由于塔机不断正反向回转及起吊、下放，使销轴受力不断变化，并引起转动，直到代替插销的钢筋脱落。

缺少了轴向固定，该销轴在各种载荷联合使用下，逐渐向外退出，直至某一时刻，直径约100mm的销轴完全脱落，使该处斜撑杆滑出，从而导致底架变形破坏，造成整机倒塌的重大事故。

在塔机拆装作业中，要特别注意连接销轴的轴向固定，决不能随意将小规格开口销甚至钢筋铁丝来代替原设计的横向插销，某些采用焊接挡轴板方式的也不能随意用点焊代替。

轴端挡板本是轴向固定的一种常用方式，但在实际使用中特别是塔机臂节之间的连接销，由于受安装位置的限制，轴端挡板及其固定螺栓往往不能达到设计手册的规格要求。

因此塔机工作时经常发生轴端挡板或其固定螺栓被剪切损坏，造成销轴脱落和折臂事故，应当引起注意。

③顶升横梁与顶升踏步的可靠支承。

我国自升式塔机在顶升方式上绝大多数均采用液压油缸的顶升横梁支撑在塔身顶升踏步上的结构形式，踏步上的支承槽一般为开口形式。

这种顶升方式操作比较方便，并已为大多数安装人员所熟悉，但也存在一些事故隐患。

当塔身加节顶升时，安装人员往往很注意将顶升横梁两端的销轴可靠地支承在踏步的槽内，一般不会发生什么问题;而塔身减节降落时，当标准节移出套架后，液压油缸活塞杆回缩，按理此时液压油缸所支承的上部结构应随同下落，但可能由于顶升套架与塔身之间的间隙过小、滚轮卡滞或套架变形等原因，上部结构有时并未下降，而顶升横梁两端销轴却已与踏步支承槽脱开。

液压油缸与顶升横梁在自重作用下向外侧摆动，受到多种因素扰动后，原由套架支承的上部结构就会自由下落，而此时塔身标准节与回转下支座之间的距离大于标准节的长度（一般约为2.5m），重达十多吨的上部结构（包括吊臂、平衡臂、平衡重和塔顶等）突然冲击在塔身标准节上，其后果可想而知。

全国范围内这类事故已发生多起，今年7月份北京市延庆的一台QTZ63塔机就因上述原因，发生上部结构下落，造成平衡臂折弯及安装人员死伤的重大事故。

为了防止上述事故，除了应在塔机拆装时特别注意顶升横梁与踏步之间的可靠支承外，还应在结构上加以改进，保证顶升作业的安全。

目前国内已有一些塔机采用封闭式踏步的结构，即顶升踏步上不开槽而改为打孔，而顶升横梁两端的固定销轴则改为插销，每次顶升或降节作业时均由人工插拔，虽然操作稍嫌麻烦，但可杜绝上述事故。

另外还可采用增加保险销的结构，即顶升踏步上的开口支承槽形式不变，另在踏步上开孔，而顶升横梁两端则各增加一个较小直径的保险销，其作用与上述结构相同。

④安装和顶升时上部结构的平衡。

塔式起重机的安装工况是一个非常重要的工况，对某些构件来说，安装工况的载荷往往比工作工况更为危险，因此必须根据塔机的构造形式和安装架设、拆卸程序计算各个阶段的安装载荷。

而塔机的安装拆卸也必须按照规定顺序进行，不得随意改动，否则就会引发重大事故。

2002年4月，北京某建筑工地一台63t·m塔顶斜撑杆式（无塔帽）塔机，在安装过程中，当塔身和平衡臂已安装就位，起重臂和塔顶撑杆尚未安装，在平衡臂最远端刚安装了一块平衡重，正将第二块平衡重缓慢就位时，平衡臂突然折弯，造成一名安装人员坠落重伤。

事后检查分析，该机技术文件未规定在安装平衡臂后，配重块的安装数量和具体位置，以及配重块与起重臂的安装顺序，结果造成平衡臂超载，杆件失稳而折弯。

这类事故全国也已发生多起，至今还未引起特别注意。

另外塔机在顶升加节或降节过程中，上部结构的平衡也是一个很重要的问题。

塔机顶升时，塔身标准节已与回转下支座分离，上部结构仅通过顶升套架及其滚轮与塔身相连。

而顶升套架相对塔身而言，其强度较弱，此时如承受较大的不平衡力矩，将会引发事故。

因此塔机有关技术文件中均规定了顶升时上部结构的平衡措施，一般均采用变幅小车吊挂一个标准节开至经过计算的中间位置，以达到前后基本平衡，此时才能进行顶升作业。

而在上部结构基本平衡之前，包括吊运标准节时，塔身与回转下支座之间的连接均不能松开。

有些塔机安装人员，为嫌麻烦，在顶升两节标准节之间，用小规格螺栓将塔身与回转下支座作临时性连接，或者不拧紧螺母及未将塔身四角全部连接，就用变幅小车去吊运标准节，往往就在这个时刻引发事故，需要加以特别关注。

（2）塔机使用说明书（每种型号塔机各一份）。

产品使用说明书是产品出厂时最重要的一项技术文件，是用户安装、使用、维护产品的重要依据。

塔机作为一种大型特种安全设备，产品使用说明书必须对性能、结构以及安装、使用和维护保养等内容进行详细说明，对安装方法和程序作出明确的规定，对涉及安全的问题应作醒目的警示，必要时还应用图示说明。

综观国内大多数塔机生产厂的产品使用说明书，与国外同类产品相比，内容不够详细，文字表达不够清晰明确，图示要求相差更远。

更有一些小厂为了节省费用，将原设计单位提供的使用说明书加以简化，甚至把不同规格产品的说明书统一印制，仅改动一些性能参数。

殊不知为节省少量费用却带来极大的安全隐患，造成数百倍甚至数千倍的经济损失。

使用说明书中有关塔机安装拆卸的内容，主要应包括以下几个方面:

①各安装单元的重量、吊装位置和安装高度，以及各安装部件之间的连接方法和要求。

使用说明书应该按照各型号塔机分拆运输时的部件详细说明其重量、吊装位置及安装高度，以便安装单位据此选择安装用的起重设备。

有的塔机因设计改动和材料代用，其实际重量有了较大的改变，因此安装单位必要时应采用称重装置（如弹簧吊秤或通过安装用移动式起重机的力矩限制器）检查其实际重量。

安装部件的上述有关数据最好列表说明并加图示。

各安装部件的连接零件应注意保管，连接方法和要求也应作详细说明，特别是销轴的固定和高强度螺栓的预紧力等。

塔机在分拆运输时往往易将连接零件丢失，而安装现场则常用其它零件代替，甚至采取临时措施连接，均会造成安全隐患。

②不同臂长工况吊臂拉杆的配置。

塔机的臂长不断加大是目前塔机的一个发展趋势，生产厂一般是按最大臂长供货的，有的还给出了不同臂长的起重性能曲线。

实际使用中，也需要根据工地的具体施工要求，配置所需的臂架。

但不少塔机在安装时，往往发现不