徐 金 海杭州市特种设备检测院〔内容摘要〕通过对一些已发生的事故案例分析和检验实际经验的总结, 从基础,金属结构联,与输电线路安全距离,起升机构减速器电磁离合器,台风条件下的安全检验,预埋节六个方面提出在塔式起重机安全检验中应关注的要点,供同行交流.自二OO三年六月一日国务院373号令《特种设备安全监察条例》和二OO四年二月一日国务院393号令《建筑工程安全生产管理条例》颁布实施以来,塔式起重机(以下简称塔机)的安装后验收检验检测工作步入了规范化,法制化的轨道.杭州市是较早推行塔机安装后检验检测制度的城市.一九九九年原杭州市建筑业管理局就下文颁布了《杭州市建筑工程塔式起重机安装,拆卸使用管理办法》,开始规范了塔机检验检测制度.经过七年的运作,积累了一些检验经验.下面结合检验检测过程中的一些工作体会,提出在检验检测过程中值得关注的几个要点.基础的检验塔机基础是关系塔机安全的重要环节.按照国家质检总局制定的《起重机械监督检验规程》,例行的检验程序是查阅基础及轨道等隐蔽工程验收记录.在检验中首先要关注塔机基础地耐力是否符合制造厂家设计要求.目前,塔机基础对地耐力的要求一般为200kPa,对应查看地质勘测报告,看是否符合.对于实际地耐力未达到设计要求的,检查塔机基础是否已进行打桩,基础加大等相应处理.对于以下几种形式的塔机基础处理形式应特别注重如下要点:(一)桩顶小承台形式桩顶小承台形式是指塔机基础已进行打桩处理,但作为塔机基础的桩顶承台尺寸小于厂方设计要求尺寸的形式.对于桩顶小承台形式,首先应查看基础设计计算书,查看单桩竖向承载力是否满足要求.其次因桩顶承台尺寸小于厂方设计的基础尺寸,在倾覆力矩的作用下,单桩有可能受到上拔力,应查看是否已进行单桩抗拔验算(抗倾覆验算),既要保证单桩抗拔力达到要求,又要保证桩与承台联接强度达到要求.2004年2月,杭州市文二路嘉绿苑工地就发生了一起桩顶小承台的基础处理形式因桩未于承台可靠铆固联接而发生的倒塔事故.(二) 基础下沉形式基础下沉形式是指塔机基础底面低于±0.00标高,置于地下室基坑底部标高位置的形式.对于这种塔机基础处理形式,应关注塔机预埋节,基础节部分的排水,避免积水.2003年杭州桐庐曾发生由于塔机基础节积水,影响司机,检查人员检查而未能发现基础节焊缝裂缝而发生的倒塌事故.对于有的施工工地将塔机基础置于地下室底板中的形式,要考虑施工后期,房屋本身的荷载加上塔机的荷载,地下室底板是否吃得消,设计中是否已考虑到了塔机的荷载,因此,这种方式应征得房屋建筑设计单位的同意,并经监理单位的确认.(三) 钢柱架高式(图1) 钢柱架高式是指在大面积深基坑地下室施工中为加快施工进度,在基坑挖土前就需安装塔机,在塔机基础桩上用钢柱接长至±0.00标高,在钢柱上直接安装塔机的形式.这种形式应仔细查看塔机桩基础设计方案,关注:1,单桩承载力验算根据地质勘测报告,桩长及直径可计算出单桩竖向承载力.再计算单桩最大所受荷载,两组参数比较确定单桩承载力安全系数,单桩最大所受荷载是由塔机竖向荷载及倾覆力矩引起的抗倾覆荷载组成,在许多计算书中只计算了塔机竖向荷载,而忽略了由倾覆力矩引起的抗倾覆荷载,造成计算结果不准确,应关注.2,塔机桩基础抗倾覆验算在塔机未使用附着装置,升至独立高度时,非工作状况基础所受的倾覆力矩最大,生产厂家一般已给出了最大倾覆力矩值.此时,单桩承受上拔荷载,单桩抗拔力由桩周磨擦力,桩身自重,竖向荷载等组成,乘以桩间距参数,可计算出抗倾覆力矩.倾覆力矩与抗倾覆力矩比较可完成塔机抗倾覆校验,应特别注意.3,桩身,钢柱及其联接强度,稳定性验算因特别关注桩身与钢柱的联接强度,在很多实例中桩身强度及钢柱本身强度,稳定性足够,但桩身与钢柱的联接是一个薄弱环节.一般采用的钢柱与桩钢筋笼主筋焊接联接形式,应复核其联接强度,查看是否达到上拔力要求.二 金属结构联接(一) 塔身螺栓联接对于金属结构的联接,国家质检总局《起重机械监督检验规程》中明确要求:＂螺栓联接不得松动,不应有缺件,损坏等缺陷,高强度螺栓应有足够的预紧力矩＂,检验方法规定为＂用力矩扳手检查高强度螺栓联接状况＂.塔身高强度螺栓联接预紧力矩非常重要,由于塔身回转时产生扭矩,如果塔身高强度螺栓副预紧力矩达不到设计要求,螺栓会受到剪力.造成螺栓同时受剪,受拉且每组相互不均匀,会使螺栓受力状况更加复杂而危险.检验中塔身标准节螺栓预紧力矩检验可先采用直观法初检,及检验人员位于塔身标准节中间观察塔身受拉主弦杆处的标准节联接情况,如能看到标准节联接处有微小缝隙则表明螺栓预紧力矩不够;同时,让塔机旋转如能听到金属的吱吱呀呀声,也可表明螺栓联接不紧.之后用力矩扳手或其他方法仔细排察,以提高检验效率.(二) 起重臂销轴联接检验起重臂销轴联接状况时,应关注轴端挡片,销轴开口销的固定状况.应特别关注如图2所示起重臂销轴联接形式,这种销轴为等直径销轴,销轴向内侧位移窜动由销轴挡片挡住,当塔机使用多年以后,销轴挡片容易磨损或脱落,使销轴有可能向内侧位移脱落,造成折臂事故发生.杭州市曾发生过几起因这种起重臂销轴向内逃落而造成的折臂事故,检验中应特别注意销轴挡片的状况.三 塔机与输电线路的安全距离在城市施工中塔机与架空输电线路发生交涉的施工现场很多,由于塔机吊物,钢丝绳进入架空输电线危险区与输电线路发生碰撞造成输电线短路,钢丝绳断裂吊物下坠的事故在杭州已发生了几起.国家标准,检验规程都有起重机的任何部位与输电线的安全距离均应达到一定安全距离的要求.检验中如发现塔机吊物,钢丝绳有可能进入输电线路危险区域现象的,应提出防护要求,要求施工方搭设防护屏障,树立安全防护措施及制度.塔机正常作业时,由防护屏障保证塔机的吊物,钢丝绳不能进入输电线路危险区域.当遇到风力大于六级等非工作状况时,应停止工作,将吊钩置于臂根端,避免随风回转时吊钩,钢丝绳进入输电线路危险区域.四 起升机构减速器中有电磁离合器的情况杭州市曾多次发生由于电磁离合器电刷磨损过度,欠电流继电器失效,离合器失电造成吊物下坠砸穿楼面的事故.当塔机起升机构减速器中有电磁离合器的(譬如张家港市机械厂生产的QTZ80,QTZ40塔机),应特别关注电磁离合器与电刷之间的接触状况,同时还应检查电磁离合器欠电流继电器的工作状况,保证电磁离合器工作可靠.应引起检验关注.五 台风气候条件下塔机的安全检验2004年8月12日,50年一遇的台风＂云娜＂正面袭击浙江台州,内陆受灾地区的最大地面风速达到42.7m/s.十几台塔机倒塌.近两年来,浙江湖州,绍兴,杭州地区也曾发生过塔机遭遇飓风而倒塌的事故,造成了巨大的经济损失.台风气候条件下,塔机的安全检验问题已摆到了我们面前.根据GB3811-1983《起重机设计规范》要求,工作状态计算风速:沿海地区:250N/m2,对应风速:20 m/s;非工作状态计算风速沿海地区600～1000 N/m2,对应风速:31～40.4m/s.GB/T13752-1992《塔式起重机设计规范》规定非工作状态计算风压离地面高度0～20m为800 N/m2,对应风速36.1m/s.当塔机所处环境的风压有可能超过塔机设计风压时,塔机的安全检验单项合格判定标准就应相应提高.只有这样,才能提高塔机在台风气候条件下的安全性.具体应在塔机基础,附着装置,自由高度等方面提高要求.塔机基础塔机基础是塔机防风抗倾覆的最为重要环节.当塔机所处环境的风压有可能超过塔机设计风压时,相应的塔机基础就应放大或加强.要根据环境风压通过周密的计算,设计出既合理又安全的塔机基础,不能照搬照抄厂家提供的基础设计.附着装置附着装置台风之间的间距和附着杆的刚度,强度,稳定性直接影响到塔机的抗风性能. ＂云娜＂ 台风中倒塌的塔机中,有一部份塔机就是由于附着装置屈服造成塔机倒塌的.每道附着装置的间距应相应缩小,附着杆的刚度,强度,稳定性应进行计算,附着杆的长细比应按塔机设计规范规定小于等于120.为提高附着杆的稳定性,建议用格构式结构.尤其是最上面一道附着装置更应加强.当最上面一道附着装置弯折损坏时,就加大了塔机自由高度,造成塔身受力巨增引起倒塔.自由高度当塔机所处环境的风压有可能超过塔机设计风压时,自由高度就应相应降低.应注意自由高度随附着道数的增加而不断减小.如浙江建机的QTZ60D塔机,独立自由高度为40m,第一道附着后自由高度为28m以内,第二道附着后自由高度25m以内,第三道附着后自由高度为22m以内.考虑到风压超标,自由高度应减去一个标准节高度.＂云娜＂ 台风中一台第三道附着后自由高度为28m的浙江建机QTZ60D塔机(超过22m以内规定)就不能有效抵御台风而倒塌.六 预埋节(柱)的疲劳2005年杭州滨江区顺发•倾城之恋工地发生一起倒塔事故,其主要原因就是用旧的普通标准节替代预埋节,造成预埋节根部因疲劳断裂引起倒塔事故发生.预埋节根部是整个塔身主肢受力最大的地方,同时受频繁的交变载荷,容易引起疲劳裂纹,是最危险的地方.大多数厂家的预埋节主肢壁厚大于普通标准节主肢壁厚,用普通标准节替代预埋节是十分危险的.同时预埋节也不应重复使用.检验中应特别注意.能抓住检验的重点,要点,是提高检验效率和检验质量的有效手段.检验质量的提高可减少塔机安全事故的发生,保障人身及财产安全.〔参考文献〕〔1〕谢其辉 ,塔式起重机在台风中倾覆的原因与启示,建筑机械化 2005年第5期