一起固定式起重機(jī)傾覆事故原因的技術(shù)分析

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起重機(jī)傾覆事故常見(jiàn)于流動(dòng)式起重機(jī)，本文所講述的則是很少會(huì)發(fā)生傾覆事故的固定式起重機(jī)?，F(xiàn)將事故技術(shù)鑒定組對(duì)該事故的部分技術(shù)鑒定報(bào)告內(nèi)容與大家一起分享，以期對(duì)此類起重機(jī)的事故預(yù)防和監(jiān)管起到拋磚引玉的作用。

一、事故概況

2015年某月某日，某砂場(chǎng)固定式起重機(jī)司機(jī)在抓斗抓滿船上黃砂起升并向右側(cè)回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，起重機(jī)A、B兩支腿附近的預(yù)埋件鐵板與預(yù)埋螺紋鋼聯(lián)接處脫離，并沿C、D兩支腿構(gòu)成的傾覆線發(fā)生了傾翻事故，造成了司機(jī)一人死亡。事故現(xiàn)場(chǎng)圖及示意圖（見(jiàn)圖1、圖2）。

根據(jù)筆錄，該事故起重機(jī)為某起重機(jī)械制造廠于2011年5月制造安裝并投入使用，2015年7月，該設(shè)備作為二手設(shè)備，在加裝H型底座，吊臂由12m更換成13m，更換抓斗后移至事故發(fā)生地，使用單位重新安裝并經(jīng)調(diào)試后投入使用。

圖1 事故現(xiàn)場(chǎng)圖

圖2 事故時(shí)起重機(jī)工作位置示意圖

GB/T6974.1-2008《起重機(jī) 術(shù)語(yǔ)第1部分：通用術(shù)語(yǔ)》中固定式起重機(jī)的定義為：固定在基礎(chǔ)或其他靜止不動(dòng)的基座上的起重機(jī)。根據(jù)事故調(diào)查組提供的資料及對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，該起重機(jī)的固定聯(lián)接，原設(shè)計(jì)由8根直徑25mm預(yù)埋圓鋼與H型鋼結(jié)構(gòu)底座側(cè)面焊接聯(lián)接，實(shí)際由4個(gè)板凳型預(yù)埋件與起重機(jī)底座焊接聯(lián)接，符合固定式起重機(jī)定義。技術(shù)鑒定組還測(cè)量核查了該起重機(jī)的主要尺寸及主要機(jī)構(gòu)配置，與事故調(diào)查組提供的資料相符，該事故起重機(jī)為GQ5型帶固定抓斗的固定式起重機(jī)。

根據(jù)“額定起重量”的定義：在正常工作條件下，對(duì)于給定起重機(jī)類型和載荷位置，起重機(jī)設(shè)計(jì)能起升的最大凈起重量。其中“凈起重量”是指吊掛在起重機(jī)固定吊具上起升的重物質(zhì)量。根據(jù)事故調(diào)查組提供的資料，該GQ5型固定式起重機(jī)在臂長(zhǎng)為9m（基本臂長(zhǎng)度）、起重臂傾角為75°（最小幅度）時(shí)最大起升載荷為5t；該事故起重機(jī)臂長(zhǎng)為13m、起重臂傾角為75°（最小幅度）時(shí)最大起升載荷為2.9t（含固定吊具1.1t）；故根據(jù)定義，結(jié)合事故現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)量和相關(guān)圖紙資料，該事故起重機(jī)最大額定起重量為1.8t。

二、事故原因分析過(guò)程

（一）事故發(fā)生時(shí)實(shí)際起重量的推定

現(xiàn)場(chǎng)打撈上的抓斗為滿抓斗黃砂，該抓斗容積為1.1m3，自重1.1t，據(jù)有關(guān)資料，干粗砂的比重為1.4～1.95t/m3，取黃砂最小比重計(jì)算事故發(fā)生時(shí)抓取的黃砂重量不少于1.54t，即起升載荷不少于2.64t。根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)狀況勘查，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心至抓斗位置（即船體中間）之間水平距離現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值為9.1m，即幅度為9.1m，計(jì)算（過(guò)程略）可知，事故當(dāng)時(shí)起重機(jī)的起重臂傾角為50°，允許的起升載荷為1.67t；而事故當(dāng)時(shí)起重機(jī)的起升載荷至少為2.64t，超過(guò)了該幅度允許起升載荷的58%，超過(guò)了該幅度額定起重量的170%。

（二）事故起重機(jī)受力分析

通過(guò)起重機(jī)（帶配重）在額定起升載荷性能規(guī)定的各個(gè)幅度時(shí)穩(wěn)定性分析，起重機(jī)在正常帶配重情況下，該起重機(jī)在吊臂沿底架縱軸線方向，起升載荷位于C、D線外側(cè)時(shí)，各額定載荷下抗傾覆力矩總是大于傾覆力矩，也就表明預(yù)埋件是不需要提供抗傾覆力矩，即A、B支腿處預(yù)埋件不受拉力作用，僅起位置固定作用。因此該起重機(jī)只要不超載，就不會(huì)發(fā)生傾覆事故。

同時(shí)，起重機(jī)在配重為0的情況下，該起重機(jī)在吊臂沿底架縱軸線方向，起升載荷位于C、D線外側(cè)時(shí)，當(dāng)臂架傾角（變幅角度α）小于40°時(shí)，在額定載荷下抗傾覆力矩將小于傾覆力矩，A、B支腿處預(yù)埋件在起位置固定作用的同時(shí)，還將受拉力作用，補(bǔ)充提供抗傾覆力矩。

（三）事故起重機(jī)支腿處預(yù)埋件分析

（資料圖片）

圖3 預(yù)埋件鐵板、螺紋鋼及其角焊縫

根據(jù)事故調(diào)查組提供的資料及對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)勘查發(fā)現(xiàn)，該起重機(jī)的固定聯(lián)接，原設(shè)計(jì)由8根直徑25mm預(yù)埋圓鋼與H型鋼結(jié)構(gòu)底座側(cè)面焊接聯(lián)接，實(shí)際由4個(gè)板凳型預(yù)埋件（預(yù)埋羅紋鋼直徑約12mm）與起重機(jī)底座焊接聯(lián)接（見(jiàn)圖3），與原設(shè)計(jì)不符。

根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)狀況勘查，起重機(jī)回轉(zhuǎn)中心至抓斗位置（即船體中間）之間水平距離現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值為9.1m，即幅度為9.1m，可知事故當(dāng)時(shí)起重機(jī)的起重臂傾角為50°，允許的起升載荷為1.67t，而事故當(dāng)時(shí)起重機(jī)的起升載荷至少為2.64t。查有關(guān)資料，一個(gè)直徑12mmQ235材質(zhì)的螺紋鋼，其能夠承受的屈服拉力為2.6564t，如果按照起重機(jī)生產(chǎn)廠規(guī)定預(yù)埋件與底架的側(cè)面搭接焊接聯(lián)接固定，僅有一個(gè)直徑12mmQ235材質(zhì)的螺紋鋼，就可以提供足夠的抗傾覆力矩，更不用說(shuō)一側(cè)由4根直徑25mm預(yù)埋圓鋼與H型鋼結(jié)構(gòu)底座側(cè)面搭接焊接聯(lián)接了。

從圖3還可以看出，A、B處預(yù)埋底板與預(yù)埋螺紋鋼焊接處由于經(jīng)常超載，在沖擊拉力作用下逐漸脫焊，不能承受超過(guò)傾覆力矩所產(chǎn)生的拉力，最終造成了起重機(jī)傾覆。

三、結(jié)論

該事故起重機(jī)為GQ5型帶固定抓斗的固定式起重機(jī)，起重機(jī)最大額定起重量為1.8t；該起重機(jī)傾覆事故發(fā)生的原因?yàn)槌d，且起重機(jī)的固定裝置不符合原設(shè)計(jì)要求。