浅议塔式起重机钢结构损坏的安全监管

潘建卫 江苏省常嘉建设集团有限公司，常州 213000

塔式起重机是建筑行业常用的建筑起重机械，在施工过程中给我们带来便利的同时，也潜伏着种种危险。我们在对塔式起重机进行日常检查时经常会发现，塔式起重机的钢结构件某处锈蚀严重、甚至有开裂现象，说明使用中出现了严重的隐患。究竟是什么原因造成的？到底有多大危害性？应该怎么补救？平时我们必须注意些什么？一系列问题亟待解决。

1 塔式起重机的钢结构组成类型

塔式起重机主要由底架、塔身、塔帽、起重臂和平衡臂几部分组成。底架是塔式起重机承受全部载荷的最底部结构体，它一般安装在固定支腿上或地面基础上。塔身大多数都是空间桁架结构，从安装与运输、贮存方面考虑，塔身在长度方向一般都是分节的，包括起重臂及平衡臂同样如此。这几部分的联接主要通过高强螺栓及销轴。

2 钢结构的损坏原因

（1）锈蚀，是由于塔式起重机经常在比较恶劣的环境下工作，经风吹雨淋使防锈油漆老化、脱落，再加上运输过程中的碰撞，造成塔式起重机钢结构表面失去保护，而维护保养工作做得又不及时到位，造成钢结构局部腐蚀氧化，不同程度地出现表面锈蚀现象，从而降低了钢结构的强度。（2）变形，包括局部弯曲变形和扭曲、偏心。有以下几方面：a）由于误操作造成钢结构意外碰撞或敲打等，造成钢结构局部弯曲变形；b）由于连接螺栓、销轴松动，使得螺孔、销轴孔磨损，造成各节臂、杆件之间偏心产生变形；c）由于长期超载使用，使钢结构产生屈服变形（永久变形）。（3）裂纹，塔式起重机长期疲劳或者超负荷工作，应力集中的地方和焊接位置会出现一些微小的裂纹，如下支座、回转支承、主弦杆、连接耳板等位置；或者使用过程中在启动和制动时过猛，也会给塔式起重机的钢结构造成很大的冲击力而导致钢结构的焊缝开裂。（4）断裂，这是最严重的钢结构损坏形式，其实也是所有隐患导致事故发生的最终后果。引起钢结构断裂的原因不外乎以下几点，超载、基础不实（或暴露）和疲劳破坏。a）由于限制器失灵，加上长期超负荷运行，导致塔式起重机钢结构提前产生疲劳损伤，或者由于对起吊物重量估计不足，导致塔式起重机突然失稳而拉伸断裂；b）由于地脚螺栓达不到说明书规定要求，导致地脚螺栓断裂；或由于基础沉降不匀或基础长期暴露，使用时产生冲击载荷造成塔式起重机钢结构某处撕裂；c）由于长期连续高强度工作，加上违章冒险作业，也会导致塔式起重机钢结构产生疲劳破坏。

一旦塔式起重机钢结构损坏后，会产生怎样的后果呢？锈蚀、变形虽然一时不会对塔式起重机造成特别严重后果，但日积月累达到某个触发点，就有可能爆发；同样，裂纹初期也不一定会立刻导致断裂，但是发现裂纹不及时修复，长此以往，微小的裂纹是会进一步扩大，到了一定程度就会导致局部加速断裂，引发倒塔等重大事故。所以，不管钢结构出现何种形式的损坏，它最终产生的危害性都是巨大的，毁灭性的。

3 如何对损坏的钢结构进行处理

（1）除锈、整形。对于一般的锈蚀、变形，我们只要对该部位进行清理补漆，整理恢复原状。（2）修补裂纹。对于有可能迅速扩大的钢结构贯穿性裂纹以及焊缝上的裂纹、主要受力部位（如吊臂上、下弦杆，塔身主弦杆，塔顶连接耳板）的裂纹，必须及时修复。通常采用的措施是现场补焊。焊接工作应由有相应资质的焊工对裂纹、关键焊缝、重要焊缝进行焊接。关键焊缝、重要焊缝或碳素结构钢板厚度大于50mm、低合金结构钢板厚度大于40mm其焊接规程应通过工艺评定确认。且焊接工艺评定报告和关键焊缝、重要焊缝的施焊记录保存期不少于5年。同时，焊接工艺评定后应作如下试验：a）坡口对接焊缝应作拉伸试验、弯曲试验、面弯、背弯、侧弯、冲击试验、金相试验、射线检测或超声检测。b）角焊缝应作金相试验。所有经修补焊缝均应试验合格后塔式起重机方能继续使用。（3）更换钢结构件。受力杆件（如平衡臂拉杆、起重臂拉杆等），因严重锈蚀或扭曲变形、起重臂臂节接头销轴严重磨损、拉杆销轴孔磨损成椭圆等，当修复后达不到使用要求时应个别更换或全部重新制作。（4）加强某些强度比较弱的地方，如腹杆与主弦杆的焊接应采用搭接，并尽可能增加焊缝长度。为避免不同材质焊后收缩不一致，应尽可能选择一样的材质。

4 如何及时发现隐患加以管理

我们必须熟悉塔式起重机的安全管理规定，了解塔式起重机工作年限及报废要求，实时掌控其安全工作状态，制定检查重点。（1）按规程要求：使用超过15000工时或5年的建筑起重机械应当委托具有相应维修资质的单位进行大修。负责大修的单位在出厂时应当出具该建筑起重机械的大修合格证明文件。还有，起重公称力矩400kN·m（含400kN·m）以下出厂超过八年的、起重公称力矩630kN·m（不含630kN·m）以下出厂超过十年的、公称力矩630～1250kN·m（不含1250kN·m）出厂超过十三年的、公称力矩1250kN·m以上出厂超过十八年的塔式起重机，应当委托具有相应资质的安全评估机构进行安全评估和结构应力测试；经评估合格的，方可继续使用；安全评估和结构应力测试不得多于2次。我们可以根据塔式起重机实际使用年限确定检查要点、频次，加强管控。（2）我们要严格执行有关结构件的报废标准，对严重锈蚀变形经探伤不合格的，坚决予以报废：a）塔机主要承载结构件由于腐蚀或磨损而使结构的计算应力提高，当超过原计算应力的15%时应予报废。对无计算条件的当腐蚀深度达原厚度的10%时应予报废；b）塔机主要承载结构件如塔身、起重臂等，失去整体稳定性时应报废。如局部有损坏并可修复的，则修复后不能低于原结构的承载能力；c）塔机的结构件及焊缝出现裂纹时，应根据受力和裂纹情况采取加强或重新施焊等措施，并在使用中定期观察其发展。对无法消除裂纹影响的应予以报废。（3）通过规程对“塔机的塔身标准节、起重臂节、拉杆、塔帽等结构件应具有可追溯出厂日期的永久性标志”的要求，严把质量关，杜绝超期、报废的结构件进入施工现场，保障塔式起重机自身的使用性能始终处于安全状态。（4）在塔式起重机使用过程中，应加强日常性检查，并建立有关台账，严格确保各安全保险装置灵活可靠、完好，特别是力矩限制器、重量限制器，一定要经常校核，保持灵敏有效。（5）严格遵守各项安全操作规程，不论起重机司机还是指挥人员、检修人员、安全管理人员都应该时刻严格执行规程，把安全放在首位、规章制度放在首位，层层落实安全生产责任制。（6）建立隐患排查制度。对重大危险源登记建档，进行评估、监控，制定应急救援预案。

总之，钢结构损坏是塔式起重机的严重隐患，是隐患就是事故。我们只要掌握事故的特性，分析因果关系，采取正确有效的预防措施，事故是完全可以防止的，塔式起重机的钢结构损伤问题也是可控的。