塔式起重機(jī)是建設(shè)工地上應(yīng)用最廣、工作空間最大的起重機(jī),因而塔機(jī)已為我國(guó)的建設(shè)事業(yè)做出了重大貢獻(xiàn)。然而,由于塔式起重機(jī)安裝得高、臂架伸得長(zhǎng)、一般都是現(xiàn)場(chǎng)安裝、施工中要經(jīng)常頂升加高,因而塔式起重機(jī)比較容易引發(fā)事故,安全知識(shí)就特別重要。盡管從上到下,已一再?gòu)?qiáng)調(diào)要注意施工安全,有的地方也組織了培訓(xùn)班。但是不少單位和機(jī)構(gòu),在培訓(xùn)時(shí)只重學(xué)文件、學(xué)制度,技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)并沒(méi)有引起足夠重視,使得事故下降并不很明顯。筆者近兩年參于調(diào)查處理多起塔機(jī)事故,深感專(zhuān)業(yè)知識(shí)的缺乏,對(duì)塔機(jī)的安全構(gòu)成重大威懾。引發(fā)塔機(jī)事故的因數(shù)多種多樣,在這里,我想先談?wù)剦簵U失穩(wěn)對(duì)塔式起重機(jī)安全的威懾。

1　問(wèn)題的提出
　　塔式起重機(jī)最可怕的事故是出現(xiàn)倒塔。一旦發(fā)生這種事故,往往是機(jī)毀人亡,損失慘重。特別是結(jié)構(gòu)件,有的折彎,有的斷開(kāi),有的撕裂,真是面貌全非。說(shuō)句實(shí)話(huà),面對(duì)這種情況,如果不具備一定的塔式起重機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí),要想對(duì)事故進(jìn)行分析,是件很困難的事。但是,也有些地方在出了事故以后,只要看到發(fā)生了斷裂,就認(rèn)為是質(zhì)量問(wèn)題。而且特別容易做出材料不合格或者焊接質(zhì)量有問(wèn)題的結(jié)論,這是不太妥當(dāng)?shù)?。固?材料不合格和焊接不到位的現(xiàn)象是存在的,是事故隱患之一,但要做出結(jié)論仍然要有充分的事實(shí)依據(jù)。特別是對(duì)那些使用多年的塔式起重機(jī),或是對(duì)那些多年來(lái)一直穩(wěn)定批量供貨的材料,要做這樣的結(jié)論更應(yīng)該慎重。因?yàn)樗狡鹬貦C(jī)發(fā)生破壞的因素很多,各種可能因素要進(jìn)行對(duì)比。斷裂只是一種現(xiàn)象,不一定是發(fā)生事故的原因。很多人容易看到的只是斷裂現(xiàn)象。但斷裂有內(nèi)在質(zhì)量缺陷引起的,還有屬于連鎖反應(yīng)引起的,很多人卻看不清。實(shí)際上,在塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)中,壓桿失穩(wěn)引發(fā)的事故并不少見(jiàn),可能比原發(fā)性受拉斷裂還要多,所以我們必須深入了解壓桿失穩(wěn)對(duì)塔式起重機(jī)的安全威懾。此外,有限元軟件的推廣應(yīng)用,有些人只注意計(jì)算節(jié)點(diǎn)應(yīng)力,不進(jìn)行壓桿局部失穩(wěn)校核,也有可能留下安全隱患,值得提起注意。

2　塔式起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件的受力分析
　　前面已提到:壓桿失穩(wěn)引發(fā)的事故并不少見(jiàn),可能比原發(fā)性受拉斷裂還要多。要理解這句話(huà),我們就首先有必要對(duì)塔式起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件做出大概的受力分析。
2.1　底架和塔身
　　一臺(tái)塔機(jī),不管其受力怎么復(fù)雜,但對(duì)底架和塔身來(lái)說(shuō),其上部的載荷都可簡(jiǎn)化為一個(gè)正壓力和一個(gè)彎矩,正如插圖1所示。正壓力使塔身的4根主弦均勻受壓;而彎矩要靠主弦桿有拉有壓來(lái)平衡。如在對(duì)角線平面內(nèi)起吊,則標(biāo)準(zhǔn)節(jié)受力如圖2所示,靠臂架一方主弦受壓,靠平衡臂一方主弦受拉。也就是1號(hào)主弦受壓,3號(hào)主弦受拉。正壓力和彎矩組合后,1號(hào)主弦的壓力是相加的,所以壓力值就特別大,也最危險(xiǎn); 3號(hào)主弦的拉力要減去原來(lái)的均壓力,所以其拉力值要小于1號(hào)主弦的壓力的絕對(duì)值,就沒(méi)那么危險(xiǎn)。所以塔機(jī)設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的是主弦桿壓力。而一般人員常常以為拉斷才是最危險(xiǎn)的,這是一種直觀錯(cuò)覺(jué)。他們不了解受壓的危險(xiǎn)性。
2.2　塔頂?shù)氖芰Ψ治?br /> 　　塔頂?shù)氖芰χ饕獊?lái)自平衡臂拉桿和起重臂拉桿。正如圖3所示?？梢钥闯? 平衡臂拉桿和起重臂拉桿的合力,對(duì)塔頂也構(gòu)成一個(gè)正壓力和一個(gè)彎矩。所以塔頂?shù)氖芰εc塔身類(lèi)似,也是壓彎聯(lián)合作用,它的主弦桿受力狀態(tài),也是壓力大于拉力。
2.3　起重臂的受力
　　起重臂的受力比較復(fù)雜,它與拉桿布置以及起吊位置有關(guān)。圖4是一個(gè)雙拉桿的起重臂受力分析簡(jiǎn)圖。從圖中可以看出:吊臂拉桿和小車(chē)牽引繩的水平分力,對(duì)吊臂構(gòu)成一個(gè)壓力,而吊臂自重和起吊載荷,使臂架產(chǎn)生鉛直平面內(nèi)彎矩,風(fēng)力和回轉(zhuǎn)慣性載荷,使吊臂產(chǎn)生水平側(cè)向彎矩。這些內(nèi)力組合,使起重臂仍然是處于壓彎聯(lián)合作用狀態(tài)。毫無(wú)疑問(wèn),吊臂主弦的壓力往往也是大于拉力。
　　從以上分析可知,塔機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件,其桿件所受的最大內(nèi)力,往往都是壓力大于拉力,所以要高度注意壓力對(duì)安全的威懾。

3　結(jié)構(gòu)桿件的承載能力
　　受拉桿件,它的破壞形式可以是塑性伸長(zhǎng)、拉斷、或者疲勞開(kāi)裂。對(duì)拉伸破壞大家都好理解,用不著多說(shuō)。然而,受壓桿件的破壞形式是什么呢？有的人就不那么清楚了。那就是局部失穩(wěn),或者說(shuō)局部屈曲。
　　其實(shí)桿件局部失穩(wěn)比拉斷要危險(xiǎn)得多！那到底什么是局部失穩(wěn)呢？我們知道,拿一根細(xì)長(zhǎng)桿,上面加壓力,當(dāng)壓力不大時(shí),桿子是直的,當(dāng)壓力一步步增加,突然,桿子會(huì)變彎,而且會(huì)喪失原有的承載能力,這就是局部失穩(wěn)。產(chǎn)生由直變彎的這個(gè)壓力就叫臨界壓力。臨界壓力的大小主要取決于桿件的長(zhǎng)細(xì)比,與微觀結(jié)構(gòu)關(guān)系不大。桿件失穩(wěn),或者說(shuō)屈曲,是突發(fā)性的,沒(méi)有聲響,不容易察覺(jué)，但一旦失穩(wěn)就會(huì)降低或者喪失承載能力,所以危險(xiǎn)性很大。在結(jié)構(gòu)力學(xué)上臨界壓力是可以計(jì)算的。對(duì)于兩端鉸支的桿件，其臨界壓力：
Pcr=π2EJ/L2 （1）
式中: E為材料彈性模量
J為桿件截面慣性矩
L為桿件長(zhǎng)度或結(jié)構(gòu)部件中桿件的節(jié)距
　　在這里的計(jì)算式,主要是為了介紹失穩(wěn)的概念和影響因素,更準(zhǔn)確的計(jì)算還要考慮別的因素,不是幾句話(huà)可以講清楚的,不宜在這里多加論述。塔式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別要注意控制臨界壓力。在設(shè)計(jì)上,一般用臨界壓力除以桿件截面面積等于臨界應(yīng)力來(lái)控制,記作σcr ,而且一般控制在彈性范圍內(nèi)失穩(wěn),也即取:
σcr= Pcr/F=π2EJ/L2/F （2）
如果令 J=F×i2 代入上式，會(huì)得到
σcr= π2E/（L/i）2 =π2E/λ2 （3）
其中:λ= L/i i就是桿件的慣性半徑，λ就叫桿件的長(zhǎng)細(xì)比。
　　可以看到:臨界應(yīng)力只取決于桿件的彈性模量和長(zhǎng)細(xì)比λ。
　　所有鋼材,彈性模量都差不多,對(duì)局部失穩(wěn)來(lái)說(shuō),主要就取決于長(zhǎng)細(xì)比。有的塔機(jī),為了減輕自重,采用了低合金鋼代替普通碳素鋼,這只能提高抗拉強(qiáng)度,并不能提高臨界應(yīng)力,要提高臨界應(yīng)力,還是要縮小長(zhǎng)細(xì)比。要想保證在彈性范圍內(nèi)失穩(wěn),就要使σcr＜σS。并且令:=σcr/σS 叫做桿件的穩(wěn)定系數(shù)。在彈性范圍內(nèi)失穩(wěn)，其絕對(duì)值小于1。對(duì)Q235普通碳素鋼和16Mn鋼,對(duì)應(yīng)不同的λ值,有不同的值,設(shè)計(jì)規(guī)范上有表可查。
我國(guó)現(xiàn)有的塔式起重機(jī)，結(jié)構(gòu)件多用Q235型鋼焊接而成。Q235為普通碳素鋼材,σS=235MPa,σb=375～460MPa（見(jiàn)GB700-88）; 在塔機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),一般取容許應(yīng)力 [σ]=170MPa 也就是說(shuō)：
　　滿(mǎn)應(yīng)力時(shí)產(chǎn)生塑性伸長(zhǎng)的安全系數(shù)為nS=235/170=1.38;
　　產(chǎn)生斷裂的安全系數(shù)nb=380/170=2.23～2.64;
　　而壓桿穩(wěn)定系數(shù)的選取,與部件受力大小和重要性有關(guān)。例如對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)的主弦桿,可以取=0.93～0.97。假如取=0.95,滿(mǎn)應(yīng)力時(shí)壓桿的安全儲(chǔ)備系數(shù)nY=235×0.95/170=1.31倍;就要低于nS和nb。
　　為了更安全,假定在設(shè)計(jì)時(shí)只取:σ壓 =165 MPa
　　這時(shí)主弦桿受壓實(shí)際的安全儲(chǔ)備為: 235×0.95/165=1.35倍。
　　為了說(shuō)明問(wèn)題,我們舉一個(gè)實(shí)例:
　　假如某臺(tái)QTZ80tm塔機(jī),其上部正壓力取40t,則該塔機(jī)塔身每根主弦分?jǐn)偟木鶋毫褪?0t。在滿(mǎn)載條件下,假定受壓主弦的最大計(jì)算壓力是80t,則受拉主弦的最大計(jì)算拉力就會(huì)是60t。當(dāng)受壓主弦最大壓應(yīng)力取165 Mpa時(shí)，此時(shí)受拉主弦最大拉應(yīng)力僅為: 124 MPa，比壓應(yīng)力要低得多！
　　主弦拉伸產(chǎn)生塑性變形的安全系數(shù)為: nS=235/124=1.89倍。
　　主弦拉伸產(chǎn)生宏觀斷裂的安全系數(shù)為: nb=380/124=3.06倍，比n壓=1.35 要高得多！所以一般情況下不容易發(fā)生主弦拉伸斷裂。而是主弦桿的局部失穩(wěn)。
　　通過(guò)上面的分析,說(shuō)明塔機(jī)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)承載能力主要取決于受壓的主弦桿,是局部失穩(wěn)破壞。對(duì)于塔頂和臂架，因?yàn)橐捕际菈骸澛?lián)合作用，情況與此類(lèi)似，往往也是局部失穩(wěn)破壞起主要作用。但塔機(jī)出事故時(shí)，事實(shí)上會(huì)看到多處斷裂現(xiàn)象，這又該怎么看呢？這就需要分清:原始缺陷斷裂和連鎖反應(yīng)斷裂不同,現(xiàn)象和真正原因不是一回事。

4　關(guān)于質(zhì)量缺陷斷裂和連鎖反應(yīng)斷裂的區(qū)別
　　當(dāng)一臺(tái)塔機(jī)發(fā)生事故后，現(xiàn)場(chǎng)看到的肯定是有結(jié)構(gòu)件斷裂，有桿件彎曲，有焊縫開(kāi)裂，有的部件完全解體，面貌全非。進(jìn)行事故原因分析是很困難的工作,必須深入調(diào)查，細(xì)致觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料選擇、焊接質(zhì)量、斷裂面情況、現(xiàn)場(chǎng)操作、使用情況、載荷大小、使用經(jīng)歷、工作年限、安全裝置和工作機(jī)構(gòu)是否正常等各個(gè)方面，做出種種可能性設(shè)想。再應(yīng)用科學(xué)分析手段，對(duì)所觀察到的現(xiàn)象和調(diào)查了解到的情況，進(jìn)行系統(tǒng)分析和邏輯推理。在分析中，要多提問(wèn)題，多聽(tīng)取各方面意見(jiàn)，只要發(fā)現(xiàn)矛盾，要敢于否定自己的設(shè)想。最終必須找到一個(gè)能解釋所觀察到的現(xiàn)象、符合邏輯推理、讓人們能夠接受的分析結(jié)論。在分析過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)知識(shí)是很重要的，要切忌只看現(xiàn)象、不究實(shí)質(zhì)、想當(dāng)然的輕易下結(jié)論。但不管情況怎么復(fù)雜，對(duì)于結(jié)構(gòu)破壞，最重要的是必須要抓住載荷分析、應(yīng)力分析和結(jié)構(gòu)承載能力分析，因?yàn)槿魏纹茐?，總離不開(kāi)是實(shí)際應(yīng)力超過(guò)所能承受的極限應(yīng)力才能引起。也就是說(shuō)實(shí)際載荷超過(guò)了安全儲(chǔ)備范圍。你必須找到引起應(yīng)力超值的原因。
　　對(duì)于承受壓、彎聯(lián)合作用的結(jié)構(gòu)，前面我們已經(jīng)分析過(guò)，承受壓力的桿件，其安全儲(chǔ)備系數(shù)最低，也即破壞往往由壓桿局部失穩(wěn)引起。但桿件失穩(wěn)以后,其承載能力就要下降。實(shí)際上桿件失穩(wěn)后,開(kāi)始只是微彎,并不明顯,若現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn),還會(huì)繼續(xù)使用。結(jié)果每起吊一次,彎曲撓度就增加一點(diǎn),彎曲撓度越大,承壓能力就越低,在外載荷不變情況下,受拉主弦的拉力就要增加。而對(duì)塔身來(lái)說(shuō),當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦彎曲時(shí),該節(jié)距兩端面就會(huì)靠攏,塔身上部就會(huì)開(kāi)始傾斜（見(jiàn)圖5）。在傾斜后起重力矩還要增大,要平衡該起重力矩,受拉主弦的拉力就還要大大增加,這是受壓主弦屈曲后必然發(fā)生的連鎖反應(yīng)！本來(lái)受拉主弦連接套附近或結(jié)點(diǎn)焊縫附近,就存在不可避免的應(yīng)力集中,當(dāng)拉力增大到一定值時(shí),受不了了,就會(huì)發(fā)生斷裂。這種斷裂就是連鎖反應(yīng)斷裂。這只是一種斷裂現(xiàn)象,但不是發(fā)生事故的真正原因。

　　有的地方,一看到有斷裂現(xiàn)象出現(xiàn),就認(rèn)為是質(zhì)量缺陷。他們往往找人做一下金相分析就下結(jié)論,這是不妥的。的確,因質(zhì)量缺陷引發(fā)的事故也存在,但必須明確找到缺陷源和引發(fā)因素。比如焊接不到位,焊縫尺寸太小,里面嚴(yán)重夾渣甚至于塞有焊條;構(gòu)件材料或尺寸與圖紙不符;所用材料不正規(guī),沒(méi)有質(zhì)量保證書(shū);孔邊或形狀復(fù)雜的零件有尖角存在,容易引起應(yīng)力集中等等?？傊?從載荷到使用歷史,必須認(rèn)真檢查分析,才能找到真正的事故原因。一般地說(shuō),對(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)的塔式起重機(jī),由質(zhì)量缺陷引起的事故很少見(jiàn),因?yàn)槿绻嬖谠假|(zhì)量缺陷,在早期使用中早就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)了。但老塔式起重機(jī)最可怕的是疲勞破壞和磨損破壞,用戶(hù)要特別注意維護(hù)檢查。一查安全機(jī)構(gòu),特別是力矩限制器,不要讓它失靈而引起超載;二查節(jié)點(diǎn)處、孔邊緣、尖角處和連接頭附近是否有疲勞裂紋;三查易磨損處的磨損量是不是太多。一旦發(fā)現(xiàn)裂紋和磨損過(guò)多,要立即補(bǔ)焊,而且要同時(shí)檢查力矩限制器是否失靈,因?yàn)槠陂_(kāi)裂與長(zhǎng)期載荷失控有關(guān)。對(duì)于使用歷史不太長(zhǎng)的塔式起重機(jī),如安裝時(shí)做過(guò)試驗(yàn)和調(diào)試,使用中出現(xiàn)了斷裂事故,首先要查力矩限制器是否工作正常。只要力矩限制器是正常的,那由質(zhì)量缺陷引發(fā)事故的可能性就比較大。要害就是要查焊縫、孔邊緣、尖角附近等應(yīng)力集中處,因?yàn)樵诹貨](méi)超過(guò)額定載荷情況下,局部失穩(wěn)就不會(huì)發(fā)生（有桿件碰彎的情況例外）,既然連臨界應(yīng)力都達(dá)不到,那離強(qiáng)度極限就更遠(yuǎn)，所以母材的斷裂就更難發(fā)生了,只有焊接質(zhì)量和原始缺陷才可能是薄弱環(huán)節(jié)，但由原始缺陷引起的斷裂，其斷裂面往往有新、舊斷裂面的明顯界限，舊斷裂面是缺陷源處應(yīng)力集中、裂縫慢慢擴(kuò)大所留下的。如果沒(méi)有看到舊斷裂面的痕跡，而對(duì)面桿又有彎曲現(xiàn)象，那這種斷裂就是屈曲失穩(wěn)引發(fā)的連鎖斷裂。因?yàn)闆](méi)有缺陷源的主弦桿，其破斷拉力不可能低于臨界壓力。正是這樣,才在這里提出要強(qiáng)調(diào)壓桿失穩(wěn)對(duì)塔式起重機(jī)的安全威懾。

5　提高理性認(rèn)識(shí),注意防止受壓桿件失穩(wěn)
　　通過(guò)前面的介紹,大家就會(huì)明白:對(duì)塔式起重機(jī)結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō),除了斷裂破壞,還有一種更危險(xiǎn)的破壞形式,那就是壓桿局部失穩(wěn)。當(dāng)然，前面的介紹只是概念性的，要真正會(huì)設(shè)計(jì)計(jì)算還要考慮其他因素，但是能從只有單一的斷裂破壞概念進(jìn)入到懂得受壓桿件局部失穩(wěn)破壞，這在理性認(rèn)識(shí)上已經(jīng)提高了一步。對(duì)于使用單位和管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，提高關(guān)于壓桿失穩(wěn)對(duì)塔式起重機(jī)的安全威懾的理性認(rèn)識(shí)很有必要。有的用戶(hù)使用塔機(jī)，認(rèn)為只要能吊起來(lái)就沒(méi)事了，就是安全的，實(shí)際并非如此。因?yàn)樗麄儾涣私馑C(jī)結(jié)構(gòu)件到底存在有那些危險(xiǎn)因素，更不了解各種破壞因素的安全儲(chǔ)備，所以各種各樣的不自覺(jué)的違章作業(yè)較多，犯了錯(cuò)誤還不知道；有的地方管理部門(mén)，抓安全不知道什么是要害，查安全不查安全裝置是否正常，而是查一些無(wú)關(guān)緊要的地方；出了事故，不注意保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，盡快請(qǐng)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)人員來(lái)幫助分析，而是在當(dāng)?shù)卣乙恍┤藖?lái)看看，大家按自己的認(rèn)識(shí)就討論出一個(gè)說(shuō)法。這樣做是很不利于吸取教訓(xùn)、搞好安全生產(chǎn)的。有的地方只做一下金相分析,就給事故原因下結(jié)論,也是很不慎重的。因?yàn)榻鹣喾治鲋荒芏ㄐ缘乜匆豢床牧匣蛘吆缚p的金相組織情況,并不能定量確定材料的承載能力,搞不清應(yīng)力分布情況和各種安全因素的大小,這又怎么能找到真正的原因呢？實(shí)際上，塔式起重機(jī)是特種產(chǎn)品，是要許可證才能生產(chǎn)銷(xiāo)售的，出了事故往往都是大事故，因此制造商還比較謹(jǐn)慎,所用材料基本上是大鋼鐵廠提供的大批量生產(chǎn)的材料,一般都會(huì)有質(zhì)量保證書(shū)。低質(zhì)量塔機(jī)產(chǎn)品也有，但不像其他商品那樣容易出現(xiàn)假冒偽劣；到是在使用管理上，由于缺乏培訓(xùn)，特別缺少理性認(rèn)識(shí)，要控制違章作業(yè)是比較困難的。因此我們一再呼吁，管理部門(mén)要重視加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),提高理性認(rèn)識(shí),切實(shí)有效地防止事故。其中防止壓桿失穩(wěn)就是一個(gè)重要方面。
　　要防止壓桿失穩(wěn)破壞，我以為要特別注意以下幾點(diǎn)：
5.1　確保塔機(jī)安全裝置正確有效的工作
　　在使用塔機(jī)時(shí),一定要保持安全機(jī)構(gòu)正常有效的工作,特別是力矩限制器。因?yàn)榘l(fā)生局部失穩(wěn),一定要實(shí)際壓力超過(guò)臨界壓力。只要力矩限制器正常,不管什么原因造成超載,就會(huì)報(bào)警和停電,叫你吊不起來(lái)。只要不超載,實(shí)際壓力就不會(huì)大于臨界壓力,也就不會(huì)出現(xiàn)桿件局部失穩(wěn)。然而，在工地上，力矩限制器調(diào)好后，平時(shí)工作機(jī)會(huì)并不多，過(guò)一段時(shí)間后，到底工作正常不正長(zhǎng)，操作者并不知道，這就容易引發(fā)事故。因此一定要注意檢查維護(hù)。辦法是每隔一段時(shí)間，要去撥動(dòng)一下力矩限制器限位開(kāi)關(guān)的觸頭，看它是否還會(huì)報(bào)警。如果沒(méi)有反應(yīng)，就要先查力矩限制器的傳感電路，一定要找出原因并處理好后才能繼續(xù)操作。有些工地把小塔機(jī)當(dāng)大塔用，故意把力矩限制器的電路撤掉，這是非常危險(xiǎn)的，是嚴(yán)重違章行為。
5.2　要保護(hù)桿件不要有初彎曲
　　塔機(jī)在轉(zhuǎn)移搬運(yùn)過(guò)程中,要特別注意防止碰彎桿件。因?yàn)橛谐鯊澢臈U件,其承載能力低于直桿,也就是說(shuō),實(shí)際上彎桿已經(jīng)失穩(wěn),再承受過(guò)大載荷,只會(huì)加大彎曲撓度,提早出現(xiàn)破壞。如能發(fā)現(xiàn)彎曲,一定要先補(bǔ)強(qiáng)才能繼續(xù)使用。
5.3　正確執(zhí)行規(guī)定的安裝程序
　　嚴(yán)格按使用說(shuō)明書(shū)指定的安裝順序進(jìn)行安裝和拆卸。在塔式起重機(jī)使用說(shuō)明書(shū)中,為了防止不平衡力矩過(guò)大,在安裝平衡臂和起重臂時(shí),明確規(guī)定先安裝平衡臂,加1～2塊平衡重后,再安裝起重臂,最后才裝上全部平衡重。拆塔時(shí)正好相反,一定要先拆平衡重,只留下1～2塊,才能拆起重臂。這一安裝過(guò)程,對(duì)塔頂和塔身來(lái)說(shuō),其受的不平衡力矩是:先后傾,再前傾,最后是后傾。但每種狀態(tài),傾翻力矩都在容許范圍內(nèi)。然而由于缺乏理性認(rèn)識(shí),有些工地對(duì)此并不注意,因而引發(fā)重大事故,特別是拆塔過(guò)程事故更多。例如有一個(gè)工地,在安裝塔機(jī)起重臂時(shí),根部銷(xiāo)軸找不到了,就車(chē)了兩個(gè)銷(xiāo)軸代用, 塔式起重機(jī)安裝好后,原配銷(xiāo)軸又找到了,就想換下來(lái),這就要拆起重臂。當(dāng)時(shí)有人提醒,要先拆平衡重塊,才能拆起重臂。但其負(fù)責(zé)人嫌麻煩,就叫用汽車(chē)吊起吊起重臂,結(jié)果造成塔頂后主弦失穩(wěn)、塔機(jī)向后傾倒的嚴(yán)重事故。還有一個(gè)單位,在安裝塔機(jī)時(shí),裝完起重臂后,沒(méi)及時(shí)拆掉起升繩卡,就裝平衡重,裝完平衡重就下班,第二天再去拆起升繩卡。為了把起升繩放松一點(diǎn),在司機(jī)還沒(méi)來(lái)時(shí),安裝人員自己去開(kāi)起升機(jī)構(gòu),結(jié)果正好開(kāi)反了方向,起升繩不但沒(méi)放松,反而把吊臂上提,吊臂拉桿靠塔頂?shù)囊恍《嗡沙?使對(duì)塔頂向前的拉力突然減小,但此時(shí)全部平衡重已加上去了,平衡拉桿拉力很大,結(jié)果引起塔頂后主弦桿屈曲,頂部向后傾倒（見(jiàn)圖6）,平衡臂下砟的重大事故。
5.4　頂升時(shí)注意調(diào)好平衡
　　在塔機(jī)加節(jié)頂升時(shí),一定要注意調(diào)好前后平衡,要使被頂起的部分的重心大體落在頂升油缸上。辦法是:如果重心靠后,一定是頂升套架的前上滾輪與塔身前主弦接觸;后下滾輪與塔身后主弦接觸。此時(shí)慢慢向前移動(dòng)變幅小車(chē)（帶所吊的平衡標(biāo)準(zhǔn)節(jié)）,使前上滾輪或后下滾輪有一個(gè)離開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿就可以了（假定此前滾輪位置基本調(diào)得對(duì)稱(chēng)）。反之亦然。如果頂升時(shí)頂部的平衡調(diào)得不好,套架滾輪對(duì)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿壓力太大,有使主弦桿發(fā)生初始彎曲的可能性,這就易引起壓桿失穩(wěn)破壞。
5.5　頂升時(shí)要把臂架鎖定在正前方
　　頂升時(shí)起重臂一定要在正前方,而且一定要鎖好回轉(zhuǎn)制動(dòng)。因?yàn)槿绻x正前方,比如說(shuō)在標(biāo)準(zhǔn)節(jié)對(duì)角線方向,頂部的不平衡力矩（這在實(shí)際上總是存在的）就會(huì)由單個(gè)滾輪來(lái)傳遞。單根主弦受力就大,而且套架的引入門(mén)邊框主弦,由于缺少橫腹桿支撐,節(jié)距較長(zhǎng),長(zhǎng)細(xì)比較大,所以臨界壓力較低,比較容易失穩(wěn)。不太大的前傾力矩,就可能會(huì)引發(fā)頂部?jī)A翻事故。有一個(gè)工地,在給一臺(tái)25tm塔機(jī)頂升加節(jié)時(shí),在20多米高處,頂完一個(gè)節(jié)距后,再頂?shù)诙€(gè)節(jié)距時(shí),因液壓系統(tǒng)故障,頂不動(dòng)了,造成上不能上,下不能下。當(dāng)時(shí)安裝人員也很著急,總希望先放下已經(jīng)頂起的節(jié)距,但沒(méi)有達(dá)到目的就天黑了,只好決定第二天再處理?？墒怯峙峦砩瞎物L(fēng),就把回轉(zhuǎn)制動(dòng)給放松了。第二天上班時(shí),臂架已轉(zhuǎn)到大約90°方向,但還沒(méi)有出事,可是他們沒(méi)把臂架轉(zhuǎn)到正方向并鎖定,就去拆卸液壓泵站。就在拆卸的過(guò)程中,受壓的引入門(mén)邊框失穩(wěn),導(dǎo)致已頂起的頂部?jī)A倒而造成機(jī)毀人亡的特大事故。很可惜！本來(lái)這些安裝人員還是很小心,也知道橫向風(fēng)力的危險(xiǎn),才放松回轉(zhuǎn)制動(dòng)?？墒翘幚砩喜⒉徽_。一是當(dāng)天應(yīng)立即清洗液壓系統(tǒng),而不是降塔,只要系統(tǒng)回路一通,問(wèn)題就好解決了。再是第二天應(yīng)先使起重臂轉(zhuǎn)到正前方并鎖定,才能做其它事。估計(jì)他們并不太理會(huì)臂架不在正前方而且未制動(dòng)，對(duì)引入門(mén)邊框受壓桿失穩(wěn)構(gòu)成多么嚴(yán)重的威懾。
5.6　重視斜拉側(cè)拉的危險(xiǎn)性
　　要嚴(yán)禁斜拉、側(cè)拉起吊重物,特別是大幅度起吊時(shí)更要注意。因?yàn)樾崩?、?cè)拉起吊,除了起重力矩外,臂架還要受到一個(gè)水平橫向力矩。這個(gè)力矩會(huì)使臂架根部下主弦桿產(chǎn)生一個(gè)較大的壓力,大幅度起吊時(shí),起重力矩也使下主弦產(chǎn)生壓力,這兩個(gè)壓力疊加,很可能使臂架下主弦桿失穩(wěn)屈曲,導(dǎo)致側(cè)向折臂,進(jìn)而前后失去平衡而倒塔（見(jiàn)圖7）。
5.7　不可輕易起吊不知重量大小的物品
　　在力矩限制器沒(méi)有調(diào)好或失靈的情況下,大幅度起吊不知重量大小的重物,造成起重力矩失控,很容易導(dǎo)致臂架根部下弦桿或者塔身標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿失穩(wěn)而倒塔（見(jiàn)圖5和圖7）。
5.8　老塔機(jī)要注意磨損對(duì)承受力的降低
　　塔機(jī)年久失修,臂架下弦桿導(dǎo)軌磨損嚴(yán)重,檢查保養(yǎng)又不注意,造成薄弱環(huán)節(jié)局部抗彎能力大大下降,容易使臂架下弦局部失穩(wěn)（見(jiàn)圖7）,引起折臂倒塔。故塔式起重機(jī)應(yīng)當(dāng)有報(bào)廢年限的限制。然而要用戶(hù)報(bào)廢塔機(jī)卻是很難接受的事,因?yàn)樗麄儾灰欢ê芾斫獗奂芟孪覘U磨損對(duì)臂架安全威懾的嚴(yán)重性。等出了事才報(bào)廢損失太大。
5.9　對(duì)中低層建筑建議推廣應(yīng)用下回轉(zhuǎn)固定式塔機(jī)
　　減少結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)力矩是防止壓桿失穩(wěn)的最有效措施。對(duì)承受壓、彎聯(lián)合作用的結(jié)構(gòu)部件,其受壓桿件的壓力大小主要取決于所在截面的彎矩而不是正壓力。因此,在設(shè)計(jì)構(gòu)造上要盡量減小結(jié)構(gòu)部件的內(nèi)力矩。長(zhǎng)臂架塔機(jī)采用雙拉桿,優(yōu)化吊點(diǎn)位置,其目的都是要減小臂架的內(nèi)力矩。所以采用長(zhǎng)臂架后,折臂現(xiàn)象并不太多。對(duì)于塔身來(lái)說(shuō),只要起吊的不平衡力矩確定以后,對(duì)所有上回轉(zhuǎn)塔機(jī),其最大內(nèi)力矩主要決定于塔身高度。高塔打附著實(shí)際也是為了減小塔身內(nèi)力矩。
　　但對(duì)于下回轉(zhuǎn)塔機(jī)來(lái)說(shuō),情況卻發(fā)生了根本變化。下回轉(zhuǎn)塔機(jī)頂部的不平衡力矩,可以由平衡拉桿受拉和塔身受壓來(lái)傳遞，一直傳到底部的回轉(zhuǎn)支座上（見(jiàn)圖8）。塔身以受壓為主，再加上一點(diǎn)不太大的附加力矩。這樣一來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)主弦桿發(fā)生失穩(wěn)屈曲的可能性很小，結(jié)構(gòu)重量就可以減輕。如果底座采用固定式安裝，就很難倒塔，可有效提高安全保障。這種比較安全而又輕便的塔機(jī),對(duì)12層（36m高）以下的建筑物,很值得推廣應(yīng)用。而這樣的建筑物,正是量大面廣、到處都有的中、低層建筑。在國(guó)外,下回轉(zhuǎn)塔機(jī)數(shù)量很多,期望中國(guó)人也要更新觀念,改變現(xiàn)有上回轉(zhuǎn)塔機(jī)一統(tǒng)天下的局面。
 

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文章名稱(chēng)：《壓桿失穩(wěn)對(duì)塔式起重機(jī)安全的威懾》

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