塔式起重机倾覆事故的技术分析

1、塔式起重机倾覆事故的技术分析Revised by Hanlin on 10 January 2021塔 式起重 机倾覆 事故的 技术分 析2000年某月，南京市某工地的一台QTZ25型自升塔式起重机(以下简称 塔机)正在吊运一筐砖进行下降作业，当砖筐降至地面时，塔机突然向平衡 重一侧倾覆，造成1人死亡1人轻伤。1事故现场勘查情况(1) 从倾覆后的现场看,连接塔机基础节与过渡节的4只高强度螺栓 中有3只发生断裂破坏，。(2) 1号螺栓的断裂部位发生在栓身与头部交接的圆角处。在起重臂 一侧的1号螺栓断裂后，连带螺母的栓体部分留在过渡节的螺栓孔内，而 栓头落在异处。观察1号螺栓断面，发现断面在离螺栓

2、边缘约5mm处，有 一宽约3mm的带状部分有新鲜金属断裂痕迹,其一侧是宽约5mm呈明显锈 蚀凹凸不平的旧断面，另一侧是宽约22mm呈明显锈蚀的旧断面，旧断面的 边缘存在凹凸不平的层状现象，层状断面与螺栓轴线垂直，断口处无明显 变形。(3) 2号螺栓的断裂部位发生在离栓头168mm的螺纹根部处。在起重 臂一侧的2号螺栓断裂后，散落在异处。观察其断面，发现断面边缘有6mm 宽的部分有明显的挤压磨损痕迹,其表面发黑、光滑;其余部分呈新鲜的 放射撕裂状，断面平齐且与螺栓轴线垂直,断口处无明显变形。在2号螺 栓头部未发现制造厂家标记和性能等级标记。(4) 3号螺栓断裂部位发生在离螺栓末端约170mm的栓

3、身处。在平衡 臂一侧的3号螺栓断裂后，散落在异处。在现场只找到连带螺母的栓体一 段。观察其断口处，发现有明显的缩颈变形，断面直径明显变细，整个断面 呈新鲜的金属撕裂状，断面不平齐，断口呈典型的拉断断口待征。(5) 在现场尚未安装使用的塔身标准节连接用M30X2X250高强度螺栓中，随机抽出3只头部厂标分别为“CD”、“y”和“shB”的螺栓，性 能等级标记均为10. 9o2事故原因分析2.1疲劳裂纹形成的原因及扩展过程由于该塔机在空载、小车负载运行和回转作业时，塔身所承受的弯矩 的大小、方向在不断地变化,塔身标准节、基础节、过渡节之间连接的高 强度螺栓本来受到预紧拉力的作用。在大小、方向不断变

4、化的弯矩作用 下，高强度螺栓承受复杂的交变拉力作用，其拉力的峰值会很大。1号、2 号高强度螺栓可能存在车刀痕、表面脱碳等原始加工缺陷,或在使用过程 中形成的外伤和腐蚀缺陷，这些缺陷在交变载荷的作用下成为疲劳源。随 着高强螺栓被多次重复使用，作用于螺栓的交变载荷循环次数不断增加， 在这些缺陷处形成表面疲劳裂纹。1号螺栓的栓体和栓头交接的圆角处存 在多个不完全同层面的表面疲劳裂纹，该处也是应力集中的突出部位。在 交变应力的作用下，这些表面疲劳裂纹均向中心扩展，并在扩展过程中相 遇而连成一片。此时,所形成的疲劳裂纹约占整个截面的50%,在另一个区 域也产生了同样的情况。这2个区连成一片，使疲劳裂纹继续扩展，其深 度已达22mm。到本次安装前，1号螺栓在栓体和栓头交接的圆角截面处只 剩下离边缘约5mm、宽约3mm的带状部分相连。2号螺栓在离栓头168mm 的螺纹根部有