履带起重机倾翻事故分析及预防

[摘 要]本文针对一起履带起重机倾翻事故，从作业环境、人员组织管理、安全保护装置、稳定性和操作人员规范操作等方面进行分析，探究倾翻原因做出预防措施，提出基于全寿命周期所有人员共同参与保证安全使用的观点，供相关人员参考。

[关键词]履带起重机； 倾翻； 事故分析

中图分类号：TH213.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0380-02

履带起重机广泛应用于隧道施工、桥梁施工、水利水电等领域，其作业场所不固定、现场施工作业环境复杂多变，操作难度大，容易导致事故发生。常见的事故有倾翻事故、臂架折断、重物坠落等。倾翻事故所占比例较大，且造成的人员伤亡及财产损失较大。故本文针对一起履带起重机的倾翻事故，从作业环境、人员组织管理、安全保护装置、稳定性和操作人员规范操作等方面进行分析，找出事故原因，总结经验教训，提出预防此类事故的方法，供相关人员参考，以避免此类事故的再发生。

一、履带起重机倾翻事故概述

某城市地铁施工工地，一台55T履带起重机（最大起重量： 55 t；额定功率：153 KW；机身质量：50T；臂架总长31m）侧翻在基坑水泥护栏上，臂架砸落在工地围挡和施工工地围挡外侧道路的多辆汽车上，吊装的载荷（即挖掘机）掉入基坑。事故造成多辆车辆损毁，多人受伤的重大安全事故。

二、事故过程模拟与分析

履带起重机起吊挖掘机过程如图1所示，挖掘机停放在基坑内A处，起吊时A处位于履带起重机正前方，拟起吊挖掘机从基坑A处到预定位置C处。当挖掘机被起吊超过基坑冠梁表面一定高度时，司机操作起重机臂架开始回转，臂架回转至接近B处（臂架与履带约90度方向）时，司机有变幅动作，起重机前倾，重物及臂架下落，履带起重机以坡度下方履带为倾翻线向吊重方向倾翻。

1、作业环境分析

现场为地铁施工工地，作业面不平，作业设备较多，作业环境较为复杂。使用全站仪测量履带起重机作业面的坡度，如图2所示测得现场坡面四个点的数据：

①（X1=7.0569，Y1=3.8007，Z1=-1.8815）

②（X2=11.4724，Y2=8.7978，Z2=-1.8280）；

③（X3=8.7978，Y3=0.4290，Z3=-1.6428）

④（X4=12.8710，Y4=2.9299，Z4=-1.6301）。

工作位置路面坡度：

①-③坡向

坡度：

②-④坡向

坡度：

作业场地地面的坡度为约为6.31%远大于标准与技术资料所要求的1%。

2、人员组织管理

履带起重机工地工人下班之后进场作业，作业现场只有随车人员（包括起重机司机、指挥人员和吊装工），施工工地的安全管理人员和工地质量监督人员未在作业现场。操作人员为新取得操作证，指挥人员与吊装工均无操作证。履带起重机的使用说明书未随车配备。

3、车辆安全保护装置

该台履带起重机安装有水平仪，但是由于水平仪安装位置关系，作业时水平仪显示的数据司机无法直接看到，现场其它人员也无法直接看到。该台设备的远程监控系统和数据记录仪为选配选项，未安装。其它安装保护装置正常设置（例如起重力矩限制器）。

4、履带起重机稳定性分析

1）工作半径的确定

根据现场司索工指认，确定测量位置如图1所示：根据起吊时工作半径为6883mm，反推算起吊角度如图2所示：

经计算得出

现场测量事故倾翻时工作半径为8825mm，反推算倾翻时倾翻角度如图3所示：

β――为作业地面的坡度

反映出司机在回转过程中有变幅动作，并且向增大工作半径方向变幅。

2）根据相应的工况查找8.825m工作半径的额定起重量

依据客户提供的履带起重机技术资料中的履带起重机操作手册，载荷表中没有该型号主臂在该工况下的载荷曲线图，只有该主臂在该工况下的额定载荷表，故通过插值法计算8.825m时的额定起重量Q。

Q=（17-14.3）×（8.825-9）÷（8-9）+14.3=14.77 t

根据该主臂在该工况下的额定载荷表带加长臂时在主臂载荷表基础上减0.5t，得8.825m时起重量为14.2t

3）履带起重机实际起重量

依据该履带起重机操作手册载荷表1概述中的1.2正确使用载荷表中规定“2）实际吊重能力计算：在计算实际吊重载荷数值时，必须从额定载荷中减去起重钩、吊具及缠绕在吊钩到臂头上的钢丝绳等重量”，通过现场测量所吊载荷重量得：

挖掘机重量：11.6吨； 吊钩重量：主钩（30吨）为0.5吨；副钩（6吨）为0.2吨；吊挂钢丝绳约50米： 0.1吨。

故履带起重机实际起吊重量为：起吊物11.6t+主吊钩0.5t+副吊钩0.2+钢丝绳约0.1t，总的起重量大约12.4t。

4）分析比较

现场作业时的起重机所吊载荷接近履带起重机在该工况额定载荷90%（约12.78 t），应注意履带起重机的稳定性、制动性能。在相应标准及生产厂家技术资料相关条款规定如下：

JG 5055-1994 《履带起重机安全规程》10使用中10.2规定“起重机不得在暗沟、地下管道，防空洞等上面作业，严禁在斜坡上吊重回转。”

该型号履带起重机手册中的第一篇操作说明中的4安全装置中4.2安全装置的类型及功用4.2.1力矩限制器系统中注明：注意“在地面不坚硬或不平的情况下，当实际载荷达到额定起重量的90%以上时，严禁进行回转操作，防止发生危险！”

5、操作人员操作规范性分析

操作人员未能完全掌握操作说明书中相关的操作要求，存在误操作的可能性。生产厂家技术资料相关条款如下：该型号履带起重机操作手册，载荷表中规定：“1） 地面条件：额定载荷数值是按照起重机位于坚硬、水平、支撑均匀地面，坡度小于1%时计算的，如果地面不符合上述要求，必须根据实际情况降低载荷值工作”；操作说明，载荷表中的值是：“起重机位于平坦的地面上（

三、预防措施

通过事故分析，基本可以排除由于起重机本身零部件（臂架、起升机构及钢丝绳、变幅机构及钢丝绳、履带伸缩装置等）损坏引起的倾翻。事故的直接原因是司机在作业地面坡度大于1%（实际坡度约为6.31%）且载荷处于接近满载的状态下进行回转、变幅（增大幅度）操作。因此预防此次事故发生应从以下几个方面着手：

1、持证上岗

履带起重机属于特种设备，其作业人员必须持证上岗。在实践中不断学习相关知识，提高安全操作技能，熟练掌握履带起重机标准、使用说明书中的安全注意事项。特别是在操作新机型前要认真学习其使用说明书。

2、现场施工安全管理

强化现场施工安全管理，按照制度办事。安全无小事，要从制度抓起。加强履带起重机的操作安全管理及培训教育，尤其是保证履带起重机的使用说明书随车保存。

3、使用说明书

对于生产厂家应细化、明确不同配置、工况组合下起重机使用说明书，并采取切实有效措施对使用单位及使用人员进行培训，防止误操作发生。

4、安全保护装置

生产厂家应关注相关安全保护装置配置情况，应满足相关标准的要求，并尽可能配置自动作用安全保护装置，例如自动动作的水平仪等。对于某些超前的安全保护措施应在配置表中加以明确，例如数据记录仪等。

四、总结

履带起重机的安全使用，在于其全寿命周期中的所有人员的共同努力。譬如生产厂家以生产出本质安全的设备为目标，管理人员以遵守相关管理制度为根本，操作人员以提高技术安全操作为目的。

参考文献

[1] 徐格宁.机械装备金属结构设计[M].北京.机械工业出版社，2009.

[2] 中华人民共和国建设部.履带起重机安全规程.[Z].1994.