1.事故概況
2013年8月9日，某工地一臺高度為約75m的QTZ63A型塔吊上部結構發生倒塌，塔吊頂部的起重臂、平衡臂、平衡重、塔帽、迴轉平臺及頂升套架墜落至地面，事故造成3名工人死亡，見圖1。
圖1
2.事故勘查
事故發生時塔吊正在頂升加節，由兩名塔吊安裝工和一名塔吊司機參加。據事故現場調查發現，頂升油缸活塞已頂出約1.35m，並彎曲變形，見圖2。
圖2
事故現場標準節下踏步兩內側存在頂升橫樑銷軸從標準節踏步脫落的刮擦痕跡，標準節主角鋼局部受壓變形，見圖3。
圖3
頂升橫樑存在嚴重的側向受彎變形，頂升橫樑與油缸連接銷軸已脫落，見圖4。
圖4
頂升橫樑油缸連接耳板發生嚴重變形，呈倒八字形，見圖5。
圖5
從事故現場證據表明，當油缸頂升高度約1.35m時，因頂升橫樑突然發生側翻並嚴重變形，導致頂升橫樑兩端銷軸無法支撐在標準節踏步槽內，上部結構因失去支撐而倒塌。
3. 事故分析
據事故現場狀態分析，油缸活塞在頂出大部分後才發生倒塌事故，表明頂升時橫樑兩端支撐軸正常卡在標準節踏步凹槽內，頂升橫樑並未從踏步脫槽。從圖3知，頂升橫樑兩端在標準節下踏步上的劃痕知，發生事故時正在進行第一次頂升；從圖2知，頂升橫樑活塞最大伸出長度為1.4m，現場油缸活塞伸出1.35m，可排除油缸頂升超行程將塔機頂翻的可能性。現場頂升橫樑側向彎曲現象分析如下：
（1）頂升橫樑設計錯誤：從圖4知，頂升橫樑上安裝油缸支座中心線高於頂升橫樑兩端支撐軸的中心線約120mm，油缸支座銷軸轉動方向與頂升橫樑兩端支撐軸轉向一致。通常塔機頂升油缸鉸支點低於兩端支撐軸線，見照片6，且鉸支點銷軸軸線與頂升橫樑兩端支撐軸軸線垂直，見圖7。事故塔機與常規塔機頂升系統簡化力學模型如圖8，其穩定性分析如下：
圖6
圖7
圖8
1）圖8A：事故塔機頂升系統油缸頂升時，頂升油缸銷軸軸線與頂升橫樑支撐軸軸線平行，頂升油缸銷軸軸線高於頂升橫樑支撐軸線，油缸可繞銷軸轉動，頂升橫樑可繞橫樑兩端支撐軸轉動，即整個頂升系統有兩個自由度，處於不穩定狀態。當頂升油缸軸線與頂升橫樑軸線在同一垂軸線時，只要頂升油缸的軸線與橫樑軸線保持在同面內，整個頂升系統即處於臨界穩定狀態，圖9；
如油缸軸線發生偏轉，頂升橫樑也必然會發生偏轉，此時整個頂升系統在油缸推力作用下致使頂升橫樑繞兩端支撐軸轉動，整個系統則失去平衡， 圖9；
圖9
這是頂升系統設計最忌諱和必須避免的，否則將發生嚴重事故。
2）圖8B：該頂升系統油缸銷軸軸線低於頂升橫樑兩端支撐軸線，無論兩軸線平行或垂直（圖8C），油缸推力均可使兩軸線自動找正至同平面內，可保證整個頂升系統的穩定性。
事故塔機的頂升系統是不穩定頂升系統，油缸推力勢必造成系統失衡，類似設計錯誤已造成多起塔機頂升作業中上部結構倒塌事故。
4. 事故原因
4.1 直接原因
頂升橫樑設計存在嚴重問題：頂升系統鉸支點高於頂升橫樑兩端支撐軸軸線，且頂升油缸銷軸軸線與頂升橫樑兩端支撐軸軸線平行，形成不穩定受力系統。在頂升時頂升油缸軸線與頂升橫樑平面存在一定的夾角，當頂升油缸活塞桿將全部伸出時，該夾角在油缸推力作用下逐漸增大，造成橫樑嚴重變形並脫離標準節踏步，導致整個上部結構的倒塌事故。
4.2 間接原因
（1）頂升橫樑未設置防脫鎖緊裝置：不符合JGJ5144-2006《塔式起重機安全規程》中6.11頂升 圖10橫樑防脫功能的有關規定："自升式塔機應具有防止塔身在正常加節、降節作業時，頂升橫樑從塔身支承中自行脫出的功能"，見圖10。
圖10
（2）廠家使用說明書未提示：說明書中對塔吊頂升加節的規定中缺少相關提示，不符合JGJ196-2010
《建築施工塔式起重機安裝、使用、拆卸安全技術規程》中的規定：
3.4.6 自升式塔式起重機的頂升加節應符合下列規定：
1 頂升系統必須完好：
2 結構件必須完好；
3 頂升前，塔式起重機下支座與頂升套架應可靠連接；
4 頂升前，應確保頂升橫粱擱置正確；
5 頂升前，應將塔式起重機配平；頂升過程中，應確保塔式起重機的平衡；
6 頂外加節的順序，應符合使用說明書的規定；
7 頂升過程中，不應進行起升，迴轉、變幅等操作；
8 頂升結束後，應將標準節與迴轉下支座可靠連接；
9 塔式起重重機加節後需進行附著的，應心按照先裝附著裝置、後頂升加節的順序
進行附著裝置的位置和支撐點的強度應符合要求。
（3）廠家管理混亂：事故前因用戶發現原頂升橫樑存在其他問題，要求廠家更換，在事故發生後，用戶才發現所更換併發生事故的頂升橫樑結構形式與更換前的頂升橫樑構造不同，存在嚴重的安全隱患，而更換前的頂升橫樑雖有質量小問題，但主要結構符合安全，因此說明廠家在產品質量管理方面存在嚴重問題，這是事故發生的間接原因之一。
（4）用戶責任心不足：在頂升橫樑更換過程中，用戶未仔細驗收後更換來的頂升橫樑的構造是否正確，至少自身因技術素質不足而對何種結構符合安全要求無概念，因此接受了存在嚴重安全隱患的頂升橫樑，這也是事故發生的間接原因之一。
（5）安裝工未盡責任：更換前後的頂升橫樑構造已發生重大改變，但作為經過專業技術培訓的塔機安裝工未提出異議，說明安裝工或責任心不足，或專業技術素質不足，未能在技術上、安全上把守住最後一關，這也是事故發生的間接原因之一。
（6）現場管理不力：工程項目管理、監理等管理單位在本事故中均負有管理責任。
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