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一起流动式起重机倾覆事故的技术分析

文档作者：李志毅文档来源：福建省特种设备检验研究院		点击数：	更新时间： 2022年12月09日
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201 1年第3期
(总第l 5期)
质量技术监督研究
Qua1ity and Technical Supervi Sion Research
N0．3．2011
General No．15
一起流动式起重机倾覆事故的技术分析
李志毅
(福建省特种设备检验研究院，福建福州350003)
摘要：本文通过介绍一起流动式起重机的倾翻事故及其原因分析，探讨在起重机安装中两台流动式起重
机吊运主梁时事故隐患，得出了起重机倾覆事故原因及预防措施，对于杜绝流动式起重机倾覆事故的发生，
减少人民生命财产的损失，有着重要的实际意义。
关键词：流动式起重机；事故：技术分析
在门式起重机安装过程中，主梁经常采用流
动式起重机进行吊装，当主梁的长度、重量超过
单台流动式起重机在目标幅度内的工作能力时，
施工单位往往采用两台流动式起重机进行吊装，
此吊装方法在安装工艺上也更适合主梁的调整和
定位，但是， 由于施工单位所采用的流动式起重
机往往都是起重市场上临时租用，对吊装设备的
技术状况不了解，而流动式起重机的操作人员对
重物和吊装环境也缺乏全面的认识，在很多情况
下都是凭经验处理，所以在吊装过程中就存在很
大的事故隐患。本文通过介绍一起汽车起重机在
抬吊门式起重机主梁时发生的倾翻事故，对其事
故原因进行分析，希望能引起大家对此类安装过
程安全性的关注。
一
、事故经过
挥。两台汽车起重机将主梁抬吊至19m高的安装面
后，25t汽车起重机先回转到位，50t汽车起重机沿
顺时针方向回转至一半时向内侧倾倒，门机主梁
下落时将25t汽车起重机带倒并砸到该起重机的驾
驶室。在50t汽车起重机开始倾倒的过程中，两台
起重机的驾驶员及其他人员都及时撤离，本次事
故未发生人员伤亡。
门机主梁重量为19t，经现场勘查，复原后的
门机主梁受力简图如图1所示：
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小l小 小 ． ／ ＼
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图1 门机主梁受力简图
福建省某起重服务有限公司使用1台50t和1台 本次事故现场保护较好，通过现场各关联尺
25t的汽车起重机在一造船厂对正在安装的一台门 寸的定位测量，复原后的起吊平面图、50t汽车起
式起重机进行主梁吊装业务， 吊装过程有专人指 重机的起吊工作立面示意图分别如图2、图3所示：
收稿日期：201l一03—03
作者简介： 李志毅，男，福建省特种设备检验研究院机电设备检验中心，高级工程师
·42 ·
万方数据
l
图2 起吊工作平面示意图
图3起吊工作立面示意图
需要说明的是，由于50t汽车起重机的工作场
所上空有高压电缆，故采用后侧方向吊装；右侧
主支腿靠近河岸线，故右侧主支腿未完全伸出，
但为分析方便，假设其支腿完全伸出。
二、事故原因的技术分析
根据对设备情况及事故经过的了解，本文重
点从以下七个方面勘察事故现场并查阅制造单位
使用说明书，对事故原因进行技术分析。
(一)基础沉降分析
勘察作业现场，吊运作业场地靠近河边，表
面土壤为沙质，较松软，操作人员在吊运作业的
准备工作中有对地面进行了压实， 即在起重机支
腿支放位置先铺上井字形摆放的枕木，利用操作
支腿液压缸对枕木施力，预先消除由于软地基引
起的沉降量和地面坡度； 同时为增加地面承载面
积，在每一水平支腿的下方增设一附加枕木支
腿。从现场遗留的枕木看，靠近承重侧竖直支腿
下的枕木和附加的枕木副支腿没有被压溃的现
象，也没有明显的沉降现象。并且经查起重机配
备了水平仪，操作人员在将横梁吊离地面约300mm
后停止吊装，对所有支腿和水平进行检查，经半
小时检查确认无异常情况后才继续起升作业，作
业的方法步骤符合安全要求。因此，可排除基础
沉降或存在坡度而导致起重机失稳倾翻的因素。
(二)支腿回缩情况分析
通过液压回路分析和双向液压锁的解体检
查，未发现有密封破坏和其他导致支腿回缩的因
素存在。另一方面，操作人员在准备工作中为增
加地面承载面积，在每一水平支腿的下方增设一
附加枕木支腿。若起重机竖直支腿自行回缩， 附
加枕木支腿需承受比竖直支腿更大的力，起重机
在倾翻之前应先破坏附加支腿中的枕木。而现场
没有发现附加支腿中破坏的枕木，因此由现象上
可排除竖直支腿有回缩的情况。
(三)金属结构分析
起重吊臂和其它金属结构均不存在重大缺
陷，没有迹象表面起重机是由于金属结构破坏而
导致失稳倾翻，但发现伸出的节臂与套筒的间隙
达~U35mm，超出标准要求。若吊臂静止，起重机吊
臂与套筒的间隙在吊重起升过程中不会对稳定性
产生影响，但吊臂变幅或回转过程中，间隙过大
可能使吊臂晃动而产生对稳定性不利的冲击载荷。
(四)稳定性分析
1、静态稳定性分析
起重机吊重工况描述：支腿全伸，侧方工
作，打第5支腿工作，吊车转盘平面与地面等高，起
重机吊有重19吨的主梁，处于静止状态，不考虑附
加载荷。
按调查了解的实际工况作以下计算假设：
(1)不考虑地基沉陷，吊装中主臂杆桡曲变
形不计； (2)吊装前被吊装构件(主梁)中心与
行车大车轨道中心重合； (3)吊车转盘中心与吊
车前后支腿的中心重合。
结合现场工作位置的痕迹尺寸链式测量，查
· 43 ·
万方数据
阅50t流动式起重机出厂说明书，经计算事故前该
起重机的工作半径为9639mm，臂杆长度为32258r~n，
如图2、3所示，按照使用说明书取工作半径为
lOm，臂杆长度为32．85m，按照该起重机起重量曲
线图可查得该工作位置的额定起重量为10600kg，
扣除主吊钩重量550kg，该位置的允许起吊最大起
重量为lO050kg。
主梁重量为19000kg，按照图1所示，假设吊装
时主梁保持水平，按照力矩平衡原理可以计算出
50t汽车起重机所分摊的起重量为1051 lkg。
由计算可知：实际吊重略大于允许最大额定起
重量，差值为461kg，接近临界状态。考虑到起吊
钢丝绳的重量、吊运作业场地靠近河边导致右侧两
主支腿无法完全伸出以及实际工作中两台起重机抬
吊可能不平行等因素，事故工况下起重机在起升过
程中已超载，其稳定性处于临界状态，抵抗外界对
稳定性影响因素的能力非常差。
2、动态稳定性分析
(1)吊臂长度的影响：起重机的伸臂越长或
幅度越大，对稳定性越不利，当伸臂较长，并吊有
相应的额定载荷时，吊臂会产生一定的挠曲变形，
使实际的工作幅度增大，倾翻力矩也随之增大。
50t汽车起重机工作时，臂长为32258mm，而该起重
机的最大臂长为40200mm，所以在该工况下工作稳
定性较差。
(2)离心力的影响：使用长吊臂时，臂端部
的速度和离心力都很大，倾翻的危险性也很大。该
起重机在起升过程较为稳定，但在回转时却发生事
故，离心力很可能对起重机的稳定性造成影响。
(3)起吊方向的影响：50t汽车起重机在初始
停车摆位时，由于考虑起吊上空有带电电缆，故采
用后侧位起升，在回转时，工作位置逐渐转为侧位
和前侧位，所以在这一过程中，稳定性是逐渐变为
恶劣。
(4)惯性力的影响：起重机的回转机构在回
转启动、制动时，会产生不利于稳定的惯性力。虽
然该起重机在回转动作液压控制中有设置双向缓冲
阀，可以较大的消除动作冲击，但回转过程中水平
惯性力依然存在，将导致起重机的稳定性降低。同
· 44 ·
时，经查起重机吊臂与套筒间隙超标，在起重机回
转时可能产生对稳定性不利的冲击载荷，也是导致
整机的稳定性变差的因素。
综合以上分析，该起重机在连续工作的过程
中，由于臂架较长，主臂仰角较大，工作位置处于
车辆侧方，起重机的稳定性将下降；较大的自重和
起重量使起重机在回转过程中产生较大的离心力和
水平惯性力；吊臂与套筒间隙可能使吊臂晃动而产
生的冲击载荷；在临界状态下环境条件的变化(如
风的影响等)，都使静态稳定性处于临界的50t汽
车起重机处于倾覆的状态。
(五)力矩限制嚣分析
该起重机的操纵室内装设有力矩限制器。经现
场查勘，该力矩限制器和传感器外观保持良好，但
输出控制接点已人为短接，即处于失效状态。安全
保护装置缺失，给设备安全留下重大的隐患。
(六)人员操作分析
按照GB6067-2010《起重机械安全规程》5．1．2．3
条款规定：用两台或多台起重机吊运同一重物时，
钢丝绳应保持垂直；各台起重机的升降、运行应保
持同步；各台起重机所承受的载荷均不得超过各自
的额定起重能力。如达不到上述要求，应降低额定
起重能力至80％；也可由总工程师根据实际情况降
低额定起重能力使用。吊运时，总工程师应在场
指导。
根据操作过程的描述，在起吊过程顺利完成
后，25t汽车起重机先回转到位，而501：汽车起重机
未进行同步跟转，此时50t汽车起重机起升钢丝绳
无法保持垂直，成斜拉状态。在起重机所承受的载
荷超过其额定起重能力时，现场操作人员不是选用
更大一级的起重机，而是采用短接力矩限制器，增
设附加支腿的方法强行操作，薄弱的安全意识和对
成本的过分追求导致了这起倾覆事故的发生。
经现场核实，所有司索人员和指挥人员均未持
证，人员安全管理与人员持证上岗也留有安全隐患。
三、事故结论
结合以上七个方面的技术分析及现场情况，得
万方数据
出事故的结论为：
(一)事故的直接原因：起重机的稳定性不
符合要求。
(二)事故的间接原因：力矩限制器安全触
点人为短接导致失效； 吊运实施前未校核起重机
稳定性，操作指挥人员薄弱的安全意识和对成本
的过分追求导致了这起倾覆事故的发生。
四、预防措施
(一)用两台或多台起重机吊运同一重物
时，应严格按照相关国家标准进行操作；在实施
吊运工作前，应熟悉现场环境和重物特性，制定
严密的吊运方案，对吊运设备应进行正确的选
择，保证有一定的裕度；
(二)增强企业领导、安全管理人员和操作
人员的安全意识。对在用起重机要进行认真的检
查，如存在隐患，应及时采取措施， 限期消除；
维修保养不彻底的起重机禁止投入使用；严防侥
幸和冒险行为，真正贯彻“安全第一”的方针。
(三)起重机的使用、操作应按照《特种设
备监察条例》的要求，由持有上岗证的人员进行。
(四)特种设备检验机构在进行起重机械安
装监督检验时，应注意吊装过程的风险问题，督
促施工单位应按照现场实际情况制定严格的吊装
方案，按照施工方案正确选择吊运设备，并加强
对司索、指挥、操作人员的资格审查。
参考文献：
[1]王福绵主编．起重机械技术检验[M]．北京：学苑出版
社，2000．12．
Technical Analysis of a Case of M obil Crane Accident
LIZhiyi
fFujian Special Equipment Inspection&amp;amp;Research Institute，Fuzhou 350003，Fujian，China)
Abstract：111e whole course ofthe mobil crane accident iS de scribed．Preventive ale suggested．It concluded that the crane
acodentreasonsandpreventivemeasuics．Ithasveryimportantpractical significancetopreventaccidentsand reducethelossofthelivesandpmperty
Key words：M obil crane；Accident；Technical Analysis
(上擞1页)
The Study of Bursting Strength by Different Diameters of Steel Ball
LIN Dengguang
(F~ian Provincial Fiber Inspection Bureau，Fuzhou 350026，Fujian，China)
Abstract：Thebursting s打 testsofdiferenttypesoftextilefabricweremeasuredbydiferentdiametersofsteelballinthispaper．Diferent
testing results had been compared an d analyzed with diferent diam eters ofsteel bal1．Against the index ofassessment ofbursting strength in current
standardforknittedproducts，the commentsontherevisionhadbeen proposed．
Key words：Diameter ofsteel ball；Bursting strength；Knitwear；Standard；Assessment indexes．
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