当前, 我国汽车式起重机大量吸取了国际上的先进设计, 并在广泛的市场调研和技术论证的基础上, 结合国内市场的实际情况, 采用新材料和新工艺, 在主要关键液压元件和承载材料上引进国际化配套, 并大量应用电比例操纵系统、双变量液压系统、具有专利技术的冷暖空调、椭圆形吊臂等新技术, 有效地提高了汽车式起重机的产品性能和可靠性, 被广泛用于城市改造、交通运输、港口、桥梁、油田、工矿企业等场所的起重吊装作业。但是, 由于在作业中, 起重机操作人员不按照安全操作规程操作使用、对设备的维修保养不及时、违章超载作业、非驾驶人员操作和非信号指挥人员指挥作业、作业中不重视支腿基础设置等原因, 造成汽车式起重机倾翻事故频繁发生, 导致人员受伤、财产损失, 严重者机毁人亡, 给企业、个人以及全社会造成重大影响。如何有效防范汽车式起重机的倾翻事故, 本人就汽车式起重机倾翻事故机理及事故诱因, 浅谈几点防范意见。
一、汽车式起重机吊装作业稳定性分析
汽车式起重机的稳定状态一般分为以下三种:
1. 静态稳定性: 静态稳定性是确定汽车式起重机起重性能的理论依据, 它以1.25Q+0.1BQ来表示,式中Q代表各种幅度下的额定载荷, BQ代表折算到臂架头部的臂架重量, 在此状态汽车式起重机保持稳定, 不发生倾翻。
2. 后翻稳定性: 这一稳定性表示汽车式起重机在没有吊重物的情况下, 幅度最小, 臂杆仰角最大,风从臂杆吹向平衡重时, 汽车式起重机保持稳定不发生倾翻。
3. 工作稳定性: 汽车式起重机在工作状态下,考虑到惯性载荷和工作风载荷作用时的稳定状态,在正常的工作状态下汽车式起重机保持稳定不发生倾翻。
在工作过程中, 汽车式起重机的稳定性常用起重特性曲线加以控制。汽车式起重机的起重特性曲线包括起重量曲线和起升高度曲线。起重量曲线由最大额定起重量、臂架强度、整机稳定性三条曲线
组成, 如图1。
最大额定起重量是汽车式起重机的重要技术指数, 是汽车式起重机设计的重要参数, 它决定了主要结构和主要传动件的强度设计, 确定选用的钢丝绳型号和液压系统及元件的压力等级。臂架强度曲线是在各工作幅度下, 根据臂架的结构等强度的原则确定的起重量。只要起重量低于这条曲线臂架不会产生破坏。
汽车式起重机整机稳定性曲线是在各个工作幅度情况下, 对于给定的安全系数而汽车式起重机不会发生倾翻的原则确定的。只要起重量低于这条曲线, 汽车式起重机稳定性是安全的。可以看出, 在臂架强度曲线和汽车式起重机整机稳定曲线的交点a所确定的起重量为Qa和工作幅度为Ra, 起重机工作幅度小于Ra时, 由于汽车式起
重机稳定性决定的起重量大于臂架强度决定的起重量, 因此, 工作幅度小于Ra时起重量是由臂架强度确定的; 当工作幅度大于Ra时, 臂架强度决定的起重量大于汽车式起重机整机稳定性决定的起重量, 因此, 工作幅度大于Ra时, 起重量是由汽车式起重机的稳定性确定的。
a点的起重量, 即满足于臂架强度要求, 又满足于汽车式起重机整机稳定性的要求。而在一般情况下厂家给出的汽车式起重机实际安全工作曲线, 即为臂架强度曲线和汽车式起重机整机稳定性曲线
起重量Q 最大额定起重量的包络线, 由于现代的电子技术使这条安全工作曲线变得更加稳定和经济, 我们在实际操作汽车式起重机时, 只有严格遵守这条实际安全工作曲线, 才能不使汽车式起重机发生倾翻事故。
上述三个稳定性是汽车式起重机合格产品出厂时必备的重要性能, 这些在生产厂家和产品设计时都已经通过严格的计算。先进的加工技术、优异的材质、科学的试验、验收和完美安全装置以及操作规程的约束, 保证了产品吊装、调运工作过程对此三种稳定性能实现。但是, 在实际应用过程中, 由于多种原因, 打破此种平衡, 导致汽车式起重机倾翻事故频频发生。
二、汽车式起重机倾翻事故原因
1. 非驾驶人员操作
在很多汽车式起重机翻车的事故中, 有不少是非驾驶人员进行操作, 由于他们对吊车性能知道甚微, 不懂得各类具体情况处理, 有的甚至连吊车自身起重力矩表都不清楚, 盲目在超载状况下作业,导致倾翻事故发生其原因之一。
2. 作业中不重视汽车式起重机支腿的基础设汽车式起重机属于行走式起重机, 设备移动性强, 机动性大, 不像塔式起重机, 其基础设置有固定的地点或者行走轨道, 汽车式起重机基础设置灵活、流动, 因为汽车式起重机的不稳定, 时常导致倾翻事故发生。常见的错误做法包括: 把汽车式起重机支腿设置在刚刚回填的软土上; 各类未经处理的地下管沟上; 不稳固的基坑边坡; 已经朽烂的道木;不使用设备自带的钢板支腿垫板等。当设备负重吊装时, 由于支腿基础承载能力不够而产生基础下沉, 枕木破碎, 导致汽车式起重机倾覆。
3. 设备维修保养不及时、安全装置失灵
目前, 设备租赁行业存在“重经济效益、轻维护保养”的设备管理错误观念, 只要设备能运转, 就违背设备运行规律, 不对设备进行定期的保养和维修,“小车不倒只管推”, 致使设备常常带病运转, 各种安全装置失灵、失效, 在紧急状况时不能发挥安全防护作用, 这也是导致汽车式起重机倾翻的主要诱因之一。
4. 非信号指挥人员指挥作业
汽车式起重机倾翻事故不但驾驶人员是主要责任者, 信号指挥人员更是关键, 现在有很多的施工现场没有经过严格培训取得特种操作证的有经验的正式信号指挥工, 多数是只经过简单培训, 或者没有培训就上岗指挥汽车式起重机进行吊装和吊运作业, 有的甚至连信号都比划不准确, 更重要的是这些人员根本没有对吊物的估重能力, 所以很多时候都在违章指挥或者超载指挥, 一旦设备的力矩限位器失灵后果不堪设想, 这是导致倾翻事故发生原因之一。
5. 报废的汽车式起重机继续使用( 整机性能下降)
由于经济利益驱使, 目前在在汽车式起重机的租赁市场中, 仍然存在报废汽车式起重机继续使用的现象。个别人员将已经报废汽车式起重机整机买下来, 刷刷漆, 喷喷油, 经过简单的“梳洗打扮”一番, 内部构件锈蚀, 结构损坏, 安全装置失效, 在使用过程中, 缺乏有效的检测、监督环节, 以低价承揽吊装和物体吊运工程, 往往导致倾翻事故发生。
6. 带载伸臂
由于操作者操作经验不足和施工现场工况, 有的操作者在汽车式起重机的负荷已经接近稳定的安全负荷极限时, 但是吊物还无法就位, 在此工况下不做仔细的分析和调整机位等工作, 而是盲目的带载伸臂, 造成瞬时超载而导致汽车式起重机倾翻事故发生。
三、汽车式起重机倾翻事故的预防对策
1. 规范设备租赁环节, 选择合格、可靠的合作伙伴
随着我国设备租赁行业的发展, 企业往往不再购置汽车起重设备, 一旦有需要汽车式起重机时,多从社会上的设备租赁公司租用汽车式起重机。在租赁设备时, 应承租具有营业执照( 或者具有政府主管部门颁发的设备租赁企业资质证书的) 设备租赁企业的设备, 在承租设备前应对其出租的设备进行实地考察, 而后签订书面租赁合同和安全协议。不要一味追求低价, 使用设备状况不好的汽车式起重机。
2. 做好设备进场验收工作, 严把设备完好关
设备租赁单位应组织对进场的汽车式起重机进行外观和重要零部件机械性能的验收, 做好验收记录( 验收记录见表1) , 杜绝带有严重安全隐患的汽车式起重机进场。同时, 还应审验进场设备以下技术文件:
1) 设备出厂说明书;
2) 各种安全保险装置及行程限位器装置调试结果、结论;
3) 维护保养记录;
4) 安全操作规程;
5) 产品合格证书和生产许可证, 设备年检合格证;
6) 驾驶人员的驾驶行车证和操作汽车式起重机的操作证;
7) 其他重要的注意事项等( 若是从事起重吊装作业单位, 还应提供企业安全生产许可证, 企业起重安装资质证书等) 。
3. 严格安全技术管理工作, 严把交底关
汽车式起重机在使用前, 必须要对吊车司机、信号工、吊物绑扎工及相关人员进行不同内容的安全技术交底, 阐述明白: 工作对象及重量和总量, 工作环境注意事项, 工作时间和时限, 应遵守的纪律和操作规程。现场进行大型起重吊装时, 应编制专项的吊装方案和技术措施。
4. 做好现场实际吊装或吊运的监督和监管工作
在现场实际工作中, 要做好现场监督工作, 严格落实安全技术交底、专项的吊装方案和技术措施。认真审查作业人员的《特种作业证书》, 坚持班前讲话, 及时督促、检查操作人员严格遵守操作规程, 确保过程安全。
特别强调: 严禁司机吊物运行时急刹车, 因为:根据力学的动量或冲量原理公式冲力N应按下式计算:
假设现场工况:标准质量M: 5000kg ;刹车重物运行高度h: m ;重力加速度g: 取9.8m/s2 ;刹车时间: τ( s)
可以看出, 吊物重量相同时, 司机采取急刹车( 刹车时间0.3s时) , 重物下降的冲力远远大于重物的质27.5%, 在这个冲力的作用下就有可能导致汽车式起重机翻车事故发生。
5. 严禁非起重司机操作汽车式起重机
当前在很多事故中, 都发现有非起重司机操作汽车式起重机, 由于他对汽车式起重机的性能了解甚微, 遇到实际问题后束手无策、手忙脚乱, 再有很多的司机进入施工现场后急于完成任务, 对现场实际环境不做深入细致的了解和勘查, 不了解地下基础情况, 盲目支车时导致基础或垫木不稳、不实, 从而导致事故发生, 所以施工现场一定要审验操作者是否是起重司机, 对于那些刚刚取得操作证又没有老司机兼管旁站一年以上的司机要慎重使用, 严禁非起重司机操作汽车式起重机。
6. 使用合格并相对固定的信号指挥工
由于汽车式起重机的力矩曲线与其他起重设备不同, 它与幅度、臂杆伸出长度、吊物的质量等有关, 它不同于其他起重设备是一个基本线性关系,而是一个随着幅度增加而吊物质量成曲线形下降,而这一点对于一般的信号工是不太熟悉的, 特别是刚刚取得塔吊型号指挥操作证的人员, 所以在起重指挥时应用一些相对固定或者有一定汽车式起重机信号指挥经验的信号工, 严格按操作规程操作,作为信号工要特别注意对物体的估重能力的自我培养, 以及在指挥作业时要细致的了解物体的重量和设备性能, 要杜绝不管不顾, 只要钢丝绳能够绑扎过来, 就敢指挥吊运的做法。以上是本人对防止汽车式起重机倾翻事故发生的一些粗浅看法, 在防范事故发生时还有很多重要环节, 如设备安全装置的完好和灵敏, 设备各机械机构和部件的运行工况, 设备的检测和维修保养状态, 操作人员的工作环境和工作视野等。只要设备出租方、租赁方、使用方以及操作人员严格遵守起重设备的各项安全管理规定和安全操作规程, 汽车式起重机倾翻事故一定可以得到有效的避免。
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