塔机升降过程安全事故研究分析

近几年，有关塔机的安全事故时有发生，每次事故往往造成不同程度的人员伤亡和财产损失，令人痛心、惋惜！究其原因，主要是由设计、制造、安装使用等方面所造成的，而这其中最容易出现事故的就是塔机升降过程（即塔机的安装、拆卸过程），这可以算作塔机最危险的一种工况。相关从业人员必须认真加以研究分析，并提出切实可行的解决方法，以减少塔机事故的发生。下面将从设计、制造、安装使用等方面就塔机升降过程中存在的几种安全隐患和解决方法加以分析研究。

1 设计、制造存在的问题及解决方法

1.1 升降过程中上部回转部分无锁定功能

中上部回转部分无锁定功能是塔机升降过程中存在的最大的安全隐患。升降过程通过在套架上利用液压油缸的伸缩来控制塔机升降。塔机在升降过程中必须保证塔机在0°方向上锁住，并保持前后力矩平衡，使整个脱开塔机塔身的上部重量的重心就落在顶升油缸上，如果此时塔机上部回转部分由于某种原因发生转动，导致整个脱开的塔机上部的重心偏离油缸，并以油缸为中心产生不平衡力矩，将导致塔机倾翻事故发生。

产生转动原因众多，如：未对正塔身螺栓孔的位置；司机的误操作；在群塔作业中，塔机被碰转动；强风等影响因素。

例如，2016年7月山东聊城某工地1台塔机回转碰到了1台正处在顶升过程中的塔机的吊平衡标准节的钢丝绳，由于该塔机没有上部回转锁定功能，塔机严重倾翻，造成了2死2伤的严重后果。再例如2015年5月山东聊城冠县某工地，由于司机误操作，在顶升时，将上部回转部分发生转动，塔机倾翻，造成了1死2伤的严重后果。

因此必须采取可靠的措施将回转部分锁定。对于新设计的塔机，可以在上转台的下板、下转台的上板钻出定位孔，以保证塔机在安拆时的0°方向上通过一个定位销轴锁住，使塔机彻底无法转动（图1）。我单位设计的塔机均采用此项功能，经过多年的实践证明该结构稳定可靠；对于已出厂且无此结构的塔机，改造也很简单，在塔机安拆时的0°方向设计2个带插销轴孔的板，分别在上转台的下板、下转台的上板，焊接加工1个定位销轴即可解决。

1.2 升降过程中顶升油缸的防脱功能

国家标准GB/T 5031-2008中的5.6.11条已有明确规定：“爬升装置防脱功能：自升式塔机应具有可靠的防止在正常加节、降节作业时，爬升装置从塔身支承中或油缸端头从其连接结构中自行（非人为操作）脱出的功能。”

图1 回转部分锁定结构

此问题从设计、制造上已基本上得到了解决，对于新设计的塔机一般将标准节两侧两顶升耳板的孔设计为一个整圆孔，顶升横梁两端的轴设计成活动轴，升降时插入顶升耳板的圆孔内后，将轴锁住，使其顶升时不能缩回，这样保证顶升横梁不会从塔身的顶升耳板中脱出；也有的设计是在不改变原来顶升耳板上边半圆孔的情况下，再在两顶升耳板中部开一小圆孔，从顶升横梁两端再设计2个活动销轴将其插入顶升耳板中部开的小圆孔内，并能锁住销轴，使其顶升时不能缩回；除此之外也可以采用其它能起到顶升横梁防脱的作用解决方案。

对于已出厂塔机，不可能对所有标准节的顶升耳板进行改造，可以在顶升横梁的两端再设计2个活动销轴，升降时将其插入顶升耳板的下部并能实现锁定即可。

1.3 液压顶升系统的选型应与塔机相匹配

塔机设计制造单位一般不设计制造液压顶升系统，而是选型配套的产品，其中有几个必要的参数必须满足——顶升载荷，安装距，油缸行程，如果满足不了使用要求，升降时就容易出现事故。

1.4 顶升耳板的强度问题

顶升耳板的强度问题主要包括两方面：一是设计时顶升耳板强度不够，二是制造时焊缝强度不够，此问题应引起设计制造单位的重视。

2 安装、使用存在的问题及解决方法

1）不使用上部回转部分锁定功能 上部回转部分锁定较烦琐，有些安装单位为了方便而忽略此环节，须知，很多安全装置仅仅是起保险作用，不起防护作用。

2）不使用顶升油缸防脱功能 使用单位管理存在疏漏，对顶升油缸防脱功能不够重视，也是导致事故发生的原因。

3）液压顶升系统与塔机型号不相匹配 有些安装使用单位安装时由于种种原因未严格按照原厂配备的液压顶升系统使用，如仓库内多台、多种型号塔机堆放混乱，并没有严格编号，等原因，所以容易造成混用。甚至有人认为只要塔机型号相同就可以混用；或者用大型号的液压顶升系统就可以代替小型号的液压顶升系统，这两种情况都是不允许的，因为大型号的液压顶升系统代替小型号的液压顶升系统可能顶升力达标，但安装距和行程可能不合适；型号相同的新、旧塔机参数也可能发生改变。

4）顶升降落时前后力矩不平衡 吊臂长度改变后，应改为变臂后的平衡重，如果安装单位仍用原来臂长的平衡重，结果会造成明显的前后力矩不平衡，当塔身标准节联接时，还能承受这部分增加的力矩，但升降时一旦塔身标准节脱开，又不及时调整吊臂上吊平衡标准节的距离（仍用原吊臂长时的距离），增加的不平衡力矩靠套架承受时（顶升油缸仅能承受力，不能承受力矩），就会引发事故。安装使用单位应加强重视，严格按照说明书的要求操作。

5）现场安装人员数量不足或安装人员未全部经过培训 有时候为了节约工期，节省安装费用，安装人员数量严重不足，笔者曾看到过仅有2名工人进行塔机安装的报道，最终导致事故发生。笔者认为至少应该保证6名经过培训持证上岗的安装人员才能进行正常的安拆作业。安拆人员必须全部经过培训持证上岗，有的安装队伍虽然有安装资质，但实际安装时经常出现有的安装人员没有经过培训无证上岗，这就是一大安全隐患，管理部门应加强管理。

6）塔机安装前要充分考虑塔机的拆卸方向和工作空间 塔机的安装、拆卸方向都应该是平行于建筑物立面的0°方向，并且建筑物的下方应有足够的空间。

7）塔机标准节不能混用 塔机标准节不能混用是指同一型号的塔机不同制造厂家制造的标准节，不具有互换性，如果混用，会给安装和使用带来安全隐患。因为厂家不同，制造工艺不同，材质不同，公差不同等原因，混用势必造成变形集中和应力集中。

3 结 语

针对塔机的升降过程中容易造成事故的原因从设计、制造、安装使用等方面进行了分析研究，并给出了相应的解决方法，尤其是塔机升降过程中上部回转部分的可靠锁定问题，安装使用单位要加强安全意识提高责任心，防患于未然。