內(nèi)容摘要: 運用安全系統(tǒng)工程理論，分析塔機使用、安裝方面的危險因素，同時提出安全防范措施，提醒建筑施工單位在塔機使用安裝過程中，必須嚴格管理，以預防為主，治塔機事故于未然。

關(guān)鍵詞:安全系統(tǒng)工程 預先危險性分析 故障類型與影響分析 應用 塔式起重機 使用 安裝 危險因素 防范措施
隨著我國城鄉(xiāng)建設事業(yè)的發(fā)展，塔式起重機的應用日趨廣泛，每年都有大量塔機投入使用。但是，由于塔機在設計、制造，特別在使用維修及安裝拆卸等環(huán)節(jié)存在著這樣或那樣的問題，導致塔機在使用時頻繁發(fā)生重大事故。我們可以把安全系統(tǒng)工程這一先進的理論和方法應用到塔式起重機使用安全的實踐中去，達到預防事故的目的，實現(xiàn)建筑施工的安全生產(chǎn)。

一 安全系統(tǒng)工程概述

一般說，安全系統(tǒng)工程主要是從系統(tǒng)理論的觀點出發(fā)，應用工程學原理及有關(guān)知識來研究系統(tǒng)性事故和評價事故的危險性，以及采取有效的防護措施的問題。總的目的是根據(jù)識別和判斷危害，提供出能夠進行系統(tǒng)設計的信息，以便消除潛在危害或把危害控制到一定的限度之內(nèi)，求得生產(chǎn)條件的安全化。

二 開展安全系統(tǒng)工程的意義

安全系統(tǒng)工程是系統(tǒng)工程學和安全科學技術(shù)的一個交叉學科。它運用系統(tǒng)工程學原理和方法分析、評價、綜合、判斷系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的安全狀態(tài)，預測事故規(guī)律，調(diào)查工藝、設備、操作、管理和勞動組織中的人員結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)周期和資金費用等因素。采取綜合安全措施處理，使系統(tǒng)可能發(fā)生的事故減少到最低限度，或者控制達到最佳安全狀態(tài)。掌握這一新的管理模式，可以把握全局，主動控制安全形勢，提高安全管理的現(xiàn)代化水平。因此，積極組織推廣應用是我們在安全工作領域迎接新技術(shù)革命挑戰(zhàn)的當務之急，也是保障安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)經(jīng)濟效益的一項重要措施。

三 運用安全系統(tǒng)工程解決實際問題：塔機使用安全

本文針對物理層面的狀況進行預先危險性分析、故障類型與影響分析。目前國內(nèi)塔機重大事故的原因，大體上有如下幾種：

① 由于設計原因引發(fā)的事故，約占10%；這部分塔機設計時未完全執(zhí)行《塔式起重機技術(shù)條件》、《建筑塔式起重機安全規(guī)程》等有關(guān)國際標準，安全性差，技術(shù)落后，造成塔機先天缺陷。

② 因制造原因引發(fā)的事故約占20%；這些塔機制造質(zhì)量差，關(guān)鍵部位錯用材料，焊縫質(zhì)量差等，給塔機種下事故的種子。

③ 因使用方面原因引起的事故約占70%；主要是用戶不嚴格執(zhí)行《塔式起重機操作使用規(guī)程》，違章操作，違章裝拆。

一般說來設計制造方面的因素比較容易控制，塔機使用單位在購置塔機時，切不可只考慮經(jīng)濟而忽視設計、制造方面的危險因素，盲目購置。而塔機使用方面的危險因素隨機性大，較難控制。本文就塔機使用方面各種危險因素進行淺析，并提出防范措施，其目的是為了避免塔機事故的發(fā)生，保護人民生命財產(chǎn)的安全。

（一）穩(wěn)定性破壞

塔式起重機的抗傾覆穩(wěn)定性，是通過總體設計計算時留有一定安全儲備來保證。因此，符合設計規(guī)范、質(zhì)量合格的產(chǎn)品，產(chǎn)生傾覆事故的原因主要在于不正確的使用。

行走式塔機的軌道和基礎修筑質(zhì)量欠佳，驗收不嚴，使用中不注意維護，雨水沖刷滲透，軌道沉陷；鋼軌固定不牢，軌頂面坡度隨使用時間加大而超過5/1000，逐漸達到傾覆臨界狀態(tài)，穩(wěn)定性破壞，產(chǎn)生整機傾覆事故。

對軌道和基礎加強檢測，經(jīng)常維護檢修，排水通暢，是保證安全使用的重要措施。

不設行走限位裝置和安全止擋，或者這些設置失靈，均可造成工作時出軌傾覆事故。 防止的辦法是經(jīng)常檢查行走限位擋鐵與限位開關(guān)，保證動作可靠；安全止擋符合設計要求，固定牢固，位置合適。

軌道接縫使用日久，發(fā)生鋼軌固定不牢，而又沒有及時檢查恢復，造成間隙過大，行走時產(chǎn)生較大沖擊，使配重移位，臺車脫軌，而造成整機傾覆事故。防止的辦法是經(jīng)常檢查軌道接縫，及時修整，確保運行平穩(wěn)。

平衡重和壓重不符合設計規(guī)定，重量偏小，位置不正確，未按要求予以可靠固定而發(fā)生移位，導致反傾覆力矩減少，穩(wěn)定性受破壞。為此，應著重檢查平衡重和壓重，確?？傊夭怀^設計值的±3%，重心位置也要不發(fā)生過大變化。用戶自己制作平衡重和壓重時，要嚴格保證尺寸、形狀、強度。平衡重和壓重的比重應嚴格保證，不能因隨意減小骨料、填充物而改變。平衡重和壓重的固定至關(guān)重要，應按設計要求切實安裝。如果設計的固定措施不完善，應加固定裝置。

臺車樞軸和支腿產(chǎn)生裂紋，且沒有及時發(fā)現(xiàn)，在載荷較大時突然發(fā)生斷裂，喪失支承造成整機傾覆。對支承整機負載的臺車及樞軸、底架、支腿等應注意定期檢查，不能帶著隱患工作。

起重力矩限制器失靈，人為超載或違章作業(yè)(如人為取消力矩限制器，斜吊，起吊埋在地下的物體等)，引起超載，造成整機傾覆。

1993年重慶市市中心發(fā)生一起倒塔事故，死亡慘重，原因是嚴重超載，40t-m的塔機失事時起重力矩竟達90tm，力矩限制器(人為取消)未接線； 1995年江麓某廠一臺塔機在長沙開發(fā)區(qū)倒塌，原因是吊鉤吊在地錨上，力矩限制器又被拆除。

起重力矩限制器是塔式起重機中最關(guān)鍵的安全裝置，每班作業(yè)前都應檢查、試驗，確實可靠后再開始作業(yè)，這是行之有效的防止超載的辦法。

在超過設計規(guī)定的風力下使用。

一般塔機工作狀態(tài)風速規(guī)定為20m/s，必須保證塔式起重機最大安裝高度處的風速不超過此值時才能工作。這是整機穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度設計所決定的。

對安裝高度較大的塔吊，臂根鉸點高度大于50m，用戶應在塔頂安裝風速計，隨時監(jiān)測風速，不能依靠氣象預報。
非工作狀態(tài)時沒有卡好夾軌器，造成強風下沿軌道滑行出而傾覆。

夾軌器是非工作狀態(tài)必須使用的安全裝置，每班作業(yè)后應立即卡好，并認真檢查。

非工作狀態(tài)時，回轉(zhuǎn)機構(gòu)沒有保證臂架自由回轉(zhuǎn)，在塔機上安裝和懸掛標語牌、廣告牌等擋風物件，因而使風向不能與臂架軸線方向一致，造成風載荷由臂架吹向平衡重，增大非工作狀態(tài)本已很大的后傾力矩，嚴重時造成整機傾覆。每班作業(yè)后，應保證臂架非工作狀態(tài)時能自由回轉(zhuǎn)；嚴禁在塔機金屬結(jié)構(gòu)上安裝或懸掛標語牌、廣告牌等擋風物件。

動臂式塔吊，在非工作狀態(tài)時沒有將臂架放到最大幅度，導致向后方的傾覆力矩過大而傾翻。這一條應作為動臂式塔機非工作狀態(tài)時必須牢記的教訓，每班作業(yè)后應認真檢查。

違反操作規(guī)程，越級換擋，機構(gòu)調(diào)速失效，尤其是回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)突然打反車或剎車，造成起動和制動時慣性突然加大，以致整機傾翻。操作者應十分謹慎，避免猛烈的換向、停車等操作動作。

鋼絲繩、吊具破壞，導致重物突然脫落，產(chǎn)生反彈后傾。應加強鋼絲繩、吊具的檢查和保養(yǎng)，磨損超過規(guī)定要求時，應及時更換；對吊車要固定好，防止脫落。

起升高度限位失靈，吊鉤向上起升，不受限制，造成過卷，導致對動臂式塔機壁架向后翻轉(zhuǎn)，以致整機傾覆；水平臂式塔機可導致起升鋼絲繩拉斷，吊鉤及重物墜落，產(chǎn)生反彈后傾。防范措施與起重力矩限制器一樣，每班作業(yè)前都應仔細檢查，試驗合格才能再作業(yè)。

塔身垂直度超差過大，不符合小于3/1000的要求，使重心外移過多，增大了傾覆力矩，造成整機穩(wěn)定性的喪失。因此在安裝后，必須按要求測試兩個方向的垂直度，超差過大的不能使用，且應在使用過程中經(jīng)常檢查塔機的垂直度，發(fā)現(xiàn)超差，及時糾正。

司機操作時注意力不集中，沒有及時發(fā)現(xiàn)軌道和周圍存在的障礙，因發(fā)生劇烈碰撞而傾覆。為此，要嚴格執(zhí)行司機培訓制度；司機在操作時加強觀察與了解，保證場地和軌道通暢；指揮人員應嚴密觀察，確保通暢后再發(fā)行走的信號。

由不可抗拒的自然力造成的整機傾覆事故在歷史上也是有記載的，包括狂風襲擊、地震災害。因此，預報有風災、地震時，可采取拆卸放倒，或增加纜風繩等措施。

塔機基礎不符合設計規(guī)定，強度未達到要求，急于安裝，引起反傾覆力矩減少、基礎裂紋、地腳螺栓松動。例如1995年重慶某工地因基礎深度和面積偏小，加之在施工中將基礎四周泥土挖空，致使塔機傾倒，將基礎拔起翻轉(zhuǎn)90°，致使1人死亡，塔機報廢，打壞附近變壓器1臺。塔機基礎至關(guān)重要，應嚴格按規(guī)定澆注，基礎強度必須依據(jù)基礎砼試塊報告，達到要求后方可安裝塔機，切不可憑“經(jīng)驗”想當然。

未做好塔機的日常檢查維護保養(yǎng)工作。對塔機標準節(jié)螺絲、地腳螺絲等緊固情況應經(jīng)常檢查緊固，銷軸連接部位應經(jīng)常檢查其固定情況，發(fā)現(xiàn)異常及時采取有效措施，防止因銷軸脫落，螺栓斷裂引起的折臂倒塔事故。

（二）鋼結(jié)構(gòu)破壞

鋼結(jié)構(gòu)是塔機的骨骼，它的強度、剛度和穩(wěn)定性決定了塔機的安全性。

不遵守規(guī)定的使用條件，發(fā)生斷裂、變形、屈曲失穩(wěn)等破壞，會造成重大傷亡事故。

普通結(jié)構(gòu)脆性斷裂的臨界轉(zhuǎn)變溫度為20℃，如果在低于這個溫度的環(huán)境下工作而且受應力集中、材質(zhì)不均勻的影響，可導致突然斷裂的破壞。這種破壞是十分危險的，事先可能無任何跡象，按強度、穩(wěn)定性計算又無問題。
在北方嚴寒地區(qū)，尤其要防止這種破壞。為了避免產(chǎn)生這種破壞，一定要遵守設計規(guī)定的使用溫度(一般在-20℃～40℃)。

作業(yè)時風速超過20m/s的規(guī)定，使鋼結(jié)構(gòu)變形和斷裂，主要發(fā)生在臂架和塔身。有些用戶往往按氣象預報風力來決定是否作業(yè)，殊不知氣象預報是按離地10m高度測量的每10min平均風速，而同一地方風速隨高度增加而增大，風壓又隨風速的平方增大，在塔機最高處的風載荷比離地10m高度要大得多。因此，必須以塔機最大高度處的風速儀觀測的風速為依據(jù)。

作業(yè)時各機構(gòu)動作不協(xié)調(diào)，或指揮不當造成吊重在運動過程中與其它障礙相碰，使臂架受沖擊載荷作用，造成屈曲失穩(wěn)和塑性變形，甚至可引起鋼結(jié)構(gòu)焊縫開裂。這種現(xiàn)象多發(fā)生在動臂變幅的臂架和水平變幅的標準節(jié)。因此，塔機指揮和司機操作都務必注意塔機吊鉤作空間運動時，上下左右前后都不能有障礙，保證安全使用。

吊重捆扎不合理，起吊后重物滑脫，也會造成臂架屈曲失穩(wěn)而破壞；起吊大型細長構(gòu)件或鋼筋捆，由于不在重心上，吊重滑脫，一端迅速觸地，使臂架隨突然的水平?jīng)_擊力，導致屈曲失穩(wěn)破壞。

機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，起動、制動過程突然打反車，可引起鋼結(jié)構(gòu)焊縫開裂。例如，回轉(zhuǎn)機構(gòu)未減速至一定速度時使用制動器；用打反車停止回轉(zhuǎn)，增大沖擊作用；起動過猛，導致調(diào)速失效。

起升時過卷，動臂變幅時，向上仰起變幅超過限位，吊重脫落反彈后傾，都可能折毀臂架。因此，起升高度限制器、幅度限制器都應做到每班前檢查調(diào)節(jié)合格；吊重必須捆扎牢靠。

（三）機構(gòu)和電氣破壞

操作時越級換擋，起動制動過猛，尤其是在回轉(zhuǎn)時突然打反車或制動過早，導致減速器輸出端損壞，臂架的回轉(zhuǎn)處于無法控制的狀態(tài)，引起較大危險。

1992年南京就發(fā)生過因回轉(zhuǎn)機構(gòu)輸出軸斷裂，小齒輪墜落砸死一人的事故。

起升機構(gòu)換擋沖擊振動過大，造成鋼絲繩脫槽斷裂，其后果也是十分嚴重的。

不越級換擋，不突然打反車，不突然制動，操作柔和平穩(wěn)，是保證機構(gòu)安全的重要條件。

電氣控制系統(tǒng)維護檢查不及時，帶病運行，導致機構(gòu)產(chǎn)生振動和沖擊，以致破壞。例如起升機構(gòu)控制箱內(nèi)接觸器粘連，接線松脫虛連；二級管擊穿等，沒有及時修理、更換而繼續(xù)作業(yè)，造成電動機斷軸、齒輪打壞等事故，如此時吊鉤正懸有吊重，就會發(fā)生吊重失控自由下墜的危險。

作業(yè)時未檢查電源電壓，電源電壓過低，加上電纜長度大造成壓降過大，將造成電控失靈，通電后制動器不釋放，擋位錯亂，造成電動機和減速器損壞；電機輸出轉(zhuǎn)矩不夠，輕者無法工作，重者造成吊重失控而墜落?？梢?，保證電質(zhì)量是非常重要的。

但一般建筑工地用電設備多，電網(wǎng)沖擊大，電源常常不佳，對電焊機的影響最為嚴重。因此，最好自備專用變壓器和穩(wěn)壓電源設備；電源電纜的截面要保證電壓降不大于名義值的10%。

使用電磁離合器換檔的起升機構(gòu)，電刷接觸不良，導致接合力下降，吊重失控。應保證電磁離合器電路中保護裝置的完好、有效，經(jīng)常檢查各檔電刷壓力，保持減速箱內(nèi)潤滑油清潔，電刷磨損后及時更換。

保護裝置應注意檢查調(diào)整。

制動器損壞引起吊重失控，不僅在垂直運動方向失控(起升機構(gòu)中)，而且在水平運動方向也失控(小車牽引機構(gòu))，進而發(fā)生嚴重危險。因此，制動器要經(jīng)常檢查，嚴格維護。

塔吊臂架在非工作狀態(tài)制動器未打開，臂架不能隨風自由轉(zhuǎn)動，造成重大事故。因此，每班工作結(jié)束，進入非工作狀態(tài)前，必須確保臂架能自由回轉(zhuǎn)。

電氣絕緣破壞，接地不良，導致觸電傷亡事故。要加強電氣部分的防護，定期檢查，及時更換老化、破損的電線電纜；應裝漏電開關(guān)，塔機接地應良好。

（四）安全裝置破壞

安全裝置的人為取消、調(diào)整錯誤、零部件損壞，都會使它的防護作用遭破壞，從而引起事故。例如，為了超載使用，取消起重力矩限制器或起重量限制器，使起重力矩限制器或起重量限制器失去作用，導致整機傾覆。因此，絕不能把塔機上的安全裝置，視為可有可無，也不能把安全裝置的正常保護作用與塔機的工作對立起來。

應該看到塔機特殊不利的環(huán)境和特點，它比其它起重機更依賴安全裝置的保護。違章拆裝塔式起重機拆裝，由于塔機自身重量大，屬高空作業(yè)，危險性大，技術(shù)性強，在塔機事故中，拆裝過程中發(fā)生事故占相當大的比例，且都是一些嚴重的惡性事故。事故的主要原因是違章拆裝。塔機拆裝中不是請專業(yè)拆裝隊伍完成而是由非專業(yè)隊伍承擔。由于拆裝隊伍素質(zhì)不高，沒有編制拆裝方案的能力，沒有進行方案選擇和力學計算能力，沒有制訂科學拆裝程序的能力，只能盲目蠻干或僅憑一些實干經(jīng)驗，去應付在作業(yè)過程中遇到的新問題，發(fā)生事故是必然的。因此，拆裝塔式起重機一定要由經(jīng)過訓練取得資質(zhì)審查合格的塔機專業(yè)拆裝隊伍擔任，這是安全拆裝塔式起重機的最基本保證。而且，無論拆裝何種塔機，在拆裝作業(yè)前一定要制訂合理的拆裝作業(yè)施工方案，在施工過程中以方案作為全部拆裝作業(yè)的指導，并完全按方案的程序進行工作。

不嚴格遵守拆裝程序，隨意更改或盲目蠻干。拆裝塔機十分復雜，部件先裝后裝都有很大的關(guān)系，無隨意性，而且在拆裝過程中，還要互相配合好。例如有的塔機在安裝平衡重的時候并不是一次安裝完畢，而是在安裝平衡臂時先掛兩塊平衡重，起重臂安裝完后再把其余的平衡重吊裝上去，這種程序，千萬不能搞錯。因為這關(guān)系到安裝傾翻力矩問題，在未裝完起重臂時，如將所有配重全部吊裝，就有傾覆的可能。拆裝人員切不可違反程序和規(guī)定，應一絲不茍地照章辦事，切不可別出心裁，盲目蠻干，這方面的教訓太慘痛了。

安裝后進行性能試驗不嚴格按程序進行。因此，塔機性能試驗應根據(jù)《GB5013—85塔式起重機性能試驗規(guī)范和方法》，嚴格按試驗的規(guī)定和程序去進行，不可盲目蠻干。

違章修理塔式起重機報廢更新周期較長，長期使用和損壞后進行修復的比例很大。要嚴格防止不具備修理能力的單位進行修復，以及任意取消、代換重要零部件，如銷子、銷軸、高強度螺栓、地腳螺栓等，甚至隨意氣割、火焰校正、焊補，破壞鋼結(jié)構(gòu)完整性的行為。重要零件盡可能到原生產(chǎn)廠修配。對塔機進行修復，必須由有經(jīng)驗的技術(shù)人員或制造廠制訂正確的修理方案，如要改變原設計必須有充分的根據(jù)，按照合理的修理工藝進行。修理后應嚴格檢查，還要經(jīng)過試驗，驗收合格后，才能繼續(xù)使用。

四 結(jié)語

綜上所述，塔機使用拆裝方面的各種危險因素，主要是管理不嚴，不正確的使用，不遵守規(guī)定的使用條件和違反操作規(guī)程所致。

為了避免各種危險因素的產(chǎn)生，最重要的是使用單位一定要重視塔機管理，執(zhí)行《塔式起重機操作使用規(guī)程》等有關(guān)標準，建立健全塔機安全管理規(guī)章制度，加強塔機日常檢查維修保養(yǎng)工作，提高機務管理人員和操作人員的素質(zhì)，把塔機的危險因素和事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，保證塔機的安全，防止事故發(fā)生。

作者：邱海濱　巴文輝　吳兵